一种区分小麦单倍型和/或鉴定高千粒重小麦的InDel分子标记及其应用

本发明属于基因工程，具体涉及一种区分小麦单倍型和/或鉴定高千粒重小麦的indel分子标记及其应用。

背景技术：

1、小麦是重要的口粮作物，在保障国家“口粮绝对安全”中具有极其重要的地位。淀粉是小麦籽粒胚乳的最主要贮藏成分，占小麦籽粒总质量的60％-70％。根据连接方式的不同，作物籽粒中淀粉可以分为直链淀粉(amylose)和支链淀粉(amylopectin)。

2、目前，已有研究表明淀粉合成相关酶的活性，直接影响作物中籽粒淀粉的含量，决定籽粒的重量。在agpl或agps的缺失突变体中，都导致种子中淀粉含量降低，粒重降低。在水稻、玉米和小麦中上调agpl或agps的表达量，均发现籽粒中的淀粉含量增加，粒重增加，产量上升。brittle1(bt1)属于线粒体运输家族蛋白，其主要负责在线粒体和细胞质之间运输一些小分子物质。研究表明，tabt1负责adp-glucose的跨膜运输，直接影响淀粉的合成，引起小麦籽粒粒重的降低。tabt1-6b具有与淀粉合成和粒重呈正相关的优异单倍型，为小麦的高产育种提供了宝贵的基因和种质资源。因此，通过研究调控淀粉合成相关酶的表达量，可以提高小麦籽粒中的淀粉含量，增加粒重。通过筛选相关基因的优异单倍型并开发分子标记，可以为育种工作提供宝贵的遗传资源并大大加速高产育种的进程。

3、btb结构域最早在果蝇中发现，其蛋白序列与果蝇的ttk(tramtrack)和br-c(broad-complex)的蛋白序列高度同源，因此命名为btb(bric-a-brac/tramtrack/broadcomplex)。此外，由于许多的痘病毒蛋白也包含此类基序，因此也称为poz(pox virus andzinc finger)。btb结构域在进化上相当保守，从酵母、人和植物中，均有btb蛋白的分布。btb蛋白一般包含一个或若干个保守的btb结构域，部分btb蛋白还包含有一个或多个kletch重复(kletch-repeat)或锌指结构、math(meprin and traf-c homology)结构域、锚蛋白重复(ankyrin repeats)、taz(transcriptional adapter zinc finger)或者nph3(nonphototropic hypocotyl 3)结构域等。btb蛋白通过影响细胞的分化和分裂，直接或间接参与植物器官的生长和分化。拟南芥中的pumilio protein24(apum24)降低了体内btb/pozmath家族基因mrna的稳定性，影响了种子的形状和粒重。然而，并未有关于btb结构域与小麦基因型和千粒重的相关研究，解析小麦中其家族基因的功能尤为迫切。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种区分小麦单倍型和/或鉴定高千粒重小麦品种的indel分子标记及其应用，区分小麦单倍型，筛选高千粒重小麦。

2、本发明提供了一种区分小麦单倍型和/或鉴定高千粒重小麦品种的indel分子标记，所述indel分子标记包括indel-541/-475；

3、所述indel-541/-475位于小麦tabtb-1d基因启动子区第-475bp处，存在67bp碱基缺失；

4、所述67bp的核苷酸序列如seq id no.1所示。

5、本发明还提供了一种检测上述技术方案所述indel分子标记的引物，所述引物包括上游引物tabtb-1d-sf和下游引物tabtb-1d-sr；

6、所述上游引物tabtb-1d-sf包括如seq id no.2所示的核苷酸序列；

7、所述下游引物tabtb-1d-sr包括如seq id no.3所示的核苷酸序列。

8、本发明还提供了上述技术方案所述的indel分子标记或引物在区分小麦单倍型和/或鉴定高千粒重小麦品种中的应用。

9、优选的，所述小麦单倍型包括tabtb-1d-hap1单倍型和/或tabtb-1d-hap2单倍型。

10、本发明还提供了上述技术方案所述的indel分子标记或引物在小麦育种中的应用。

11、优选的，所述小麦育种包括高千粒重小麦育种。

12、本发明还提供了一种区分小麦单倍型和/或鉴定高千粒重小麦品种的方法，包括如下步骤：

13、利用上述技术方案所述的引物对待测小麦的基因组dna进行pcr扩增，得pcr扩增产物；

14、检测所述pcr扩增产物的大小，若所述pcr扩增产物的大小为370bp，则所述待测小麦为tabtb-1d-hap1单倍型，低千粒重小麦品种；

15、若所述pcr扩增产物的大小为303bp，则所述待测小麦为tabtb-1d-hap2单倍型，高千粒重小麦品种。

16、优选的，所述pcr扩增的体系以50μl计，包括25μl 2×kod onetm pcr mastermix，10-20μm上游引物0.2-0.5μl，10-20μm下游引物0.2-0.5μl，200ng基因组dna和余量的水。

17、优选的，所述pcr扩增的程序为：94℃3min；98℃10s，52℃20s，68℃3min，35个循环；68℃5min。

18、优选的，检测所述pcr扩增产物的大小方式包括琼脂糖凝胶电泳检测或测序。

19、有益效果：

20、本发明以332个六倍体小麦品种为研究对象，进行多态性分析，发现hap2相较于hap1，存在1个indel：-475bp含有67bp碱基缺失，命名为indel-541/-475，缺失的核苷酸序列具体如seq id no.1所示。基于该位点，可用于区分hap1与hap2，鉴定高千粒重小麦品种。基于本发明的indel分子标记设计引物，只需要简单的pcr特异性扩增，即可区分小麦单倍型，完成高千粒重小麦的鉴定，便于检测和筛选具有高千粒重的小麦品种或品系，可大大加快小麦高千粒重品种的选育进程。

技术特征：

1.一种区分小麦单倍型和/或鉴定高千粒重小麦的indel分子标记，其特征在于，所述indel分子标记包括indel-541/-475；

2.一种检测权利要求1所述indel分子标记的引物，其特征在于，所述引物包括上游引物tabtb-1d-sf和下游引物tabtb-1d-sr；

3.权利要求1所述的indel分子标记或权利要求2所述的引物在区分小麦单倍型和/或鉴定高千粒重小麦中的应用。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述小麦单倍型包括tabtb-1d-hap1单倍型和/或tabtb-1d-hap2单倍型。

5.权利要求1所述的indel分子标记或权利要求2所述的引物在小麦育种中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述小麦育种包括高千粒重小麦育种。

7.一种区分小麦单倍型和/或鉴定高千粒重小麦品种的方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述pcr扩增的体系以50μl计，包括25μl 2×kod onetm pcr mastermix，10-20μm上游引物0.2-0.5μl，10-20μm下游引物0.2-0.5μl，200ng基因组dna和余量的水。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述pcr扩增的程序为：94℃3min；98℃10s，52℃20s，68℃3min，35个循环；68℃5min。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，检测所述pcr扩增产物的大小方式包括琼脂糖凝胶电泳检测或测序。

技术总结本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种区分小麦单倍型和/或鉴定高千粒重小麦的InDel分子标记及其应用。本发明以332个六倍体小麦品种为研究对象，进行多态性分析，发现Hap2相较于Hap1，存在1个InDel：‑475bp含有67bp碱基缺失，命名为InDel‑541/‑475，缺失的核苷酸序列具体如SEQ ID NO.1所示。基于该位点，可用于区分Hap1与Hap2，鉴定高千粒重小麦品种。基于本发明的InDel分子标记设计引物，只需要简单的PCR特异性扩增，即可区分小麦单倍型，完成高千粒重小麦的鉴定，便于检测和筛选具有高千粒重的小麦品种或品系，可大大加快小麦高千粒重品种的选育进程。技术研发人员：葛强,康国章,程明月,田姊佳,崔家兴,李鸽子,张锋,张立东受保护的技术使用者：河南农业大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14