小麦籽粒多酚氧化酶活性主效位点和SNP标记及应用

本发明属于小麦育种，具体涉及与小麦籽粒多酚氧化酶(ppo)活性相关的主效qtl位点及其snp分子标记和应用。

背景技术：

1、小麦多酚氧化酶存在于小麦籽粒的不同部位分布。在未成熟的籽粒中，ppo主要分布在胚乳中，随着小麦籽粒逐渐生长成熟，小麦籽粒外层和幼胚中的ppo活性逐渐升高。成熟的小麦籽粒，多酚氧化酶主要存在于小麦籽粒糊粉层中，占小麦籽粒3％左右，能够解释大部分面粉加工和面粉制品、食品加工保存过程中产生的褐变情况，因此，多酚氧化酶的活性能够影响几乎所有的面制品所发生的褐变(刘建军等,2002；华为,2007)。这种褐变给小麦面粉及其制品的感官品质和营养价值带来极大的损失(张丹,2012)，因此，培育低ppo活性的小麦品种对面粉及其制品的改良是至关重要的。

2、基因型是影响ppo活性的主要因素，除了基因型之外,还有许多因素都影响小麦多酚氧化酶的活性。此外，许多品质参数也与籽粒多酚氧化酶活性有显著的相关性。前人对ppo活性也进行了研究，发现了检测ppo活性的一些标记，如ppo18、ppo16、ppo29，其中ppo18主要用来区分染色体2al上的ppo-a1a(高活性、685bp)和ppo-a1b(低活性、876bp)等位基因；ppo16、ppo29用来区分染色体2dl上ppo-d1a(低活性、713bp)和ppo-d1b(高活性、490bp)等位基因(胡凤灵等,2012；杨继书,2014；孙建喜,2014；王中兴,2016；陈泠等,2017)。前人对小麦中ppo活性的qtl定位也有研究，有研究发现在第2同源群染色体上发现了关于ppo活性的主效基因(demekes,2001；mares,2001；左爱辉,2012)；还有研究者利用非整倍体小麦中60-62kd ppo活性的蛋白电泳，在2d染色体上定位到一个位点(陆成彬,2005；王中兴,2016)。张立平等(2005)和赵勇等(2015)都利用dh群体，在2d染色体中发现普通小麦多酚氧化酶活性的主效位点，其中赵勇(2015)发现的主效位点(标记xcfd168-xbarc349.2)在4个环境下均能被检测到，贡献率为11.65％-65.84％，而张立平(2005)同时还发现了另外一个主效位点，存在于2al染色体上，同xgwm312标记紧密连锁。尽管前人定位了一些与小麦籽粒ppo活性相关的位点，但真正用于分子标记辅助育种改良ppo活性的主效位点及snp分子标记却很少，因此，本发明以ppo活性有差异的农大糯麦1号为母本和藁城8901为父本构建的ril群体为材料，结合利用slaf-seq技术构建的高密度遗传图谱，在三个环境下对小麦籽粒ppo活性进行了qtl定位分析，以期鉴定出主效qtl位点及其snp标记和优异等位变异位点，为改良小麦籽粒ppo活性提供基因资源和有效分子标记，对培育低ppo活性的小麦新品种具有重要的价值和意义。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了小麦籽粒多酚氧化酶活性主效位点和snp标记及应用。

2、本发明以ppo活性有差异的农大糯麦1号为母本和藁城8901为父本，构建籽粒ppo活性有差异的ril群体为材料，利用slaf-seq技术，构建了含有8,095个snp标记的高密度遗传图谱，图谱总长度为2,554.10cm，连锁群长度90.08～151.67cm。结合籽粒ppo表型数据，进行了三个环境下的qtl定位分析。

3、结合qtl定位结果，并通过优异等位基因鉴定和定位位点表型分析，鉴定到一个位于3a染色体上控制籽粒ppo活性的稳定主效的qtl位点qppo3a及其2个紧密连锁的snp标记。主效位点及其连锁的分子标记为小麦ppo活性基因的发掘和小麦品质育种的分子改良提供了理论依据。

4、本发明的技术方案如下：

5、一种与控制小麦籽粒ppo活性相关的snp分子标记marker149631，其位于小麦的3a染色体上，该分子标记的核苷酸序列如seq id no.1或seq id no.2所示。

6、该分子标记的核苷酸序列如表8：籽粒ppo活性snp位点序列信息所示。

7、所述snp分子标记marker149631的物理位置为3a染色体的660100152，碱基是g/a的变异。

8、根据本发明优选的，所述snp分子标记marker149631的核苷酸序列如se q idno.1所示，即该snp位点碱基类型为g的小麦籽粒ppo活性低。

9、所述snp分子标记的碱基变异类型及表型值由表7：籽粒ppo活性snp位点碱基变异的表型效应所示，即该位置序列碱基类型为g的小麦籽粒ppo活性低。

10、根据本发明优选的，所述snp分子标记marker149631的核苷酸序列如se q idno.1所示，即该snp位点碱基类型为g，snp分子标记的基因型为gg型；所述snp分子标记marker149631的核苷酸序列如seq id no.2所示，即该snp位点碱基类型为a，snp分子标记的基因型为aa型；所述snp分子标记gg基因型个体的小麦籽粒ppo活性低于aa基因型个体。

11、所述snp分子标记的碱基变异类型及表型值由表7：小麦籽粒ppo活性snp位点碱基变异的表型效应所示，即发生碱基变异后，该snp分子标记所在样本的基因型为aa型，所述snp分子标记gg基因型个体的小麦籽粒ppo活性低于aa基因型个体。

12、一种与控制小麦籽粒ppo活性相关的snp分子标记marker149773，其位于小麦的3a染色体上，该分子标记的核苷酸序列如seq id no.3或seq id no.4所示。

13、该分子标记的核苷酸序列如表8：小麦籽粒ppo活性snp位点序列信息所示。

14、所述snp分子标记marker149773的物理位置为3a染色体的661400025，碱基是c/t的变异。

15、根据本发明优选的，所述snp分子标记marker149773的核苷酸序列如se q idno.4所示，即该snp位点碱基类型为t的小麦籽粒ppo活性低。

16、所述snp分子标记的碱基变异类型及表型值由表7：小麦籽粒ppo活性snp位点碱基变异的表型效应所示，即该位置序列碱基类型为t的小麦籽粒ppo活性低。

17、根据本发明优选的，所述snp分子标记marker149773的核苷酸序列如se q idno.4所示，即该snp位点碱基类型为t，snp分子标记的基因型为tt型；所述snp分子标记marker149773的核苷酸序列如seq id no.3所示，即该snp位点碱基类型为c，snp分子标记的基因型为cc型；所述snp分子标记tt基因型个体的小麦籽粒ppo活性低于cc基因型个体。

18、所述snp分子标记的碱基变异类型及表型值由表7：小麦籽粒ppo活性snp位点碱基变异的表型效应所示，即发生碱基变异后，该snp分子标记所在样本的基因型为tt型，所述snp分子标记tt基因型个体的小麦籽粒ppo活性低于cc基因型个体。

19、一种利用snp分子标记在选育具有小麦籽粒低ppo活性的小麦品种或品系中的用途，所述snp分子标记包括上述的snp分子标记marker149631、marker149773之一或两种以上。

20、根据本发明优选的，所述用途中，所述snp分子标记marker149631的核苷酸序列如seq id no.1所示，即该snp位点碱基类型为g的小麦籽粒ppo活性低；

21、所述snp分子标记marker149631的核苷酸序列如seq id no.1所示，即该snp位点碱基类型为g，snp分子标记的基因型为gg型；所述snp分子标记marker149631的核苷酸序列如seq id no.2所示，即该snp位点碱基类型为a，snp分子标记的基因型为aa型；所述snp分子标记gg基因型个体的小麦籽粒ppo活性低于aa基因型个体。

22、根据本发明优选的，所述用途中，所述snp分子标记marker149773的核苷酸序列如seq id no.4所示，即该snp位点碱基类型为t的小麦籽粒ppo活性低；

23、所述snp分子标记marker149773的核苷酸序列如seq id no.4所示，即该snp位点碱基类型为t，snp分子标记的基因型为tt型；所述snp分子标记marker149773的核苷酸序列如seq id no.3所示，即该snp位点碱基类型为c，snp分子标记的基因型为cc型；所述snp分子标记tt基因型个体的小麦籽粒ppo活性低于cc基因型个体。

24、根据本发明优选的，所述用途中，选育snp分子标记marker149631的snp位点碱基类型为g，snp分子标记marker149773的snp位点碱基类型为t的小麦；

25、选育snp分子标记marker149631的基因型为gg型，snp分子标记marke r149773的基因型为tt型的小麦。

26、一种筛选具有小麦籽粒低ppo活性的方法，利用包括上述的snp分子标记marker149631、marker149773之一或两种以上，进行筛选。

27、根据本发明优选的，所述方法中，所述snp分子标记marker149631的核苷酸序列如seq id no.1所示，即该snp位点碱基类型为g的小麦籽粒ppo活性低；

28、所述snp分子标记marker149631的核苷酸序列如seq id no.1所示，即该snp位点碱基类型为g，snp分子标记的基因型为gg型；所述snp分子标记marker149631的核苷酸序列如seq id no.2所示，即该snp位点碱基类型为a，snp分子标记的基因型为aa型；所述snp分子标记gg基因型个体的小麦籽粒ppo活性低于aa基因型个体。

29、根据本发明优选的，所述方法中，所述snp分子标记marker149773的核苷酸序列如seq id no.4所示，即该snp位点碱基类型为t的小麦籽粒ppo活性低；

30、所述snp分子标记marker149773的核苷酸序列如seq id no.4所示，即该snp位点碱基类型为t，snp分子标记的基因型为tt型；所述snp分子标记marker149773的核苷酸序列如seq id no.3所示，即该snp位点碱基类型为c，snp分子标记的基因型为cc型；所述snp分子标记tt基因型个体的小麦籽粒ppo活性低于cc基因型个体。

31、根据本发明优选的，所述方法中，筛选snp分子标记marker149631的snp位点碱基类型为g，snp分子标记marker149773的snp位点碱基类型为t的小麦；

32、筛选snp分子标记marker149631的基因型为gg型，snp分子标记marke r149773的基因型为tt型的小麦。

33、所述snp分子标记marker149631位于小麦3a染色体上，该分子标记前后各300bp的核苷酸序列如表8：小麦籽粒ppo活性snp位点序列信息所示，所述snp分子标记marker149631的碱基为a，该位置参考基因组的碱基为g，标记为g/a的变异；

34、所述snp分子标记marker149773位于小麦3a染色体上，该分子标记前后各300bp的核苷酸序列如表8：小麦籽粒ppo活性snp位点序列信息所示，所述snp分子标记marker149773的碱基为t，该位置参考基因组的碱基为c，标记为c/t的变异。

35、本发明的有益效果

36、本发明提供的snp位点对于检测、选育小麦籽粒低ppo活性品种、品系、育种材料具有重要意义，可根据其开发分子标记，加快小麦品质育种效率。