小麦白粉病抗性QTL的分子标记及其应用

本发明涉及生物，具体涉及小麦白粉病抗性qtl的分子标记及其应用。

背景技术：

1、普通小麦(triticum aestivuml.)是世界上最重要的主食作物之一。小麦生产很大程度上受到各种生物胁迫的限制，因此选育在生物胁迫下高产稳产品种是小麦育种重要目标。小麦白粉病是由白粉菌(blumeria graminis f.sp.tritici)引起的真菌性病害。白粉病在我国主要麦区发病呈上升趋势，严重威胁小麦生产安全。相较于其他防控措施，选育抗病品种是防治该病害最经济有效的方法。

2、自上世纪70年代以来，已有150多个小麦白粉病成株抗性qtl被定位在小麦21条染色体上。尽管已经定位了大量的小麦抗白粉病基因，但只有少数基因被克隆。由于小麦白粉病菌变异速度快，导致苗期抗性基因失去抗性，以及部分基因与不良性状连锁，因而真正应用在小麦育种上的基因非常有限。因此，发掘新的抗白粉病基因(qtl)并开发紧密连锁标记，为选育抗白粉病品种提供支撑。kasp标记已广泛应用于检测小麦、水稻和玉米等作物的snp位点，无需电泳，可实现高通量基因分型。利用小麦snp芯片的基因型数据进行qtl定位和全基因组关联分析，将连锁snp转化为kasp标记，可直接应用于分子标记辅助选择育种。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供小麦白粉病抗性qtl的分子标记及其应用。

2、第一方面，本发明要求保护小麦基因组上特定snp位点的单核苷酸多态性作为标记物在如下任一中的应用：

3、(a1)鉴定或辅助鉴定小麦白粉病抗性；

4、(a2)制备用于鉴定或辅助鉴定小麦白粉病抗性的产品；

5、(a3)比较待测小麦白粉病抗性；

6、(a4)制备用于比较待测小麦白粉病抗性的产品；

7、(a5)选育白粉病抗性相对较强的小麦单株或株系或品系或品种；

8、(a6)制备用于选育白粉病抗性相对较强的小麦单株或株系或品系或品种的产品；

9、(a7)筛选剔除白粉病抗性相对较弱的小麦单株；

10、(a8)制备用于筛选剔除白粉病抗性相对较弱的小麦单株的产品；

11、所述特定snp位点位于小麦6b染色体上seq id no.4的第51位，该snp位点处的核苷酸为a或c。所述特定snp位点对应于小麦参考基因组chinese spring refseq v1.0的物理位置77457165bp(https://urgi.versailles.inra.fr/blast_iwgsc/)(下同)。

12、第二方面，本发明要求保护用于检测小麦基因组上特定snp位点的单核苷酸多态性的物质在如下任一中的应用：

13、(a1)鉴定或辅助鉴定小麦白粉病抗性；

14、(a2)制备用于鉴定或辅助鉴定小麦白粉病抗性的产品；

15、(a3)比较待测小麦白粉病抗性；

16、(a4)制备用于比较待测小麦白粉病抗性的产品；

17、(a5)选育白粉病抗性相对较强的小麦单株或株系或品系或品种；

18、(a6)制备用于选育白粉病抗性相对较强的小麦单株或株系或品系或品种的产品；

19、(a7)筛选剔除白粉病抗性相对较弱的小麦单株；

20、(a8)制备用于筛选剔除白粉病抗性相对较弱的小麦单株的产品；

21、所述特定snp位点位于小麦6b染色体上seq id no.4的第51位，该snp位点处的核苷酸为a或c。

22、其中，用于检测小麦基因组上所述特定snp位点的单核苷酸多态性的物质可为后文第三方面中所述的kasp引物或后文第四方面中所述的试剂或试剂盒。

23、第三方面，本发明要求保护用于鉴定或辅助鉴定小麦白粉病抗性的kasp引物。

24、本发明要求保护的用于鉴定或辅助鉴定小麦白粉病抗性的kasp引物由引物1、引物2和引物3组成；所述引物1为自5’端到3’端依次为荧光标签序列a和seq id no.1的第22-44位的单链dna；所述引物2为自5’端到3’端依次为荧光标签序列b和seq id no.2的第22-44位的单链dna；所述引物3为核苷酸序列如序列表中seq id no.3所示的单链dna。

25、进一步地，所述荧光标签序列a为荧光标签序列fam，其核苷酸序列为seq id no.1的第1-21位；所述荧光标签序列b为荧光标签序列hex，其核苷酸序列为seq id no.2的第1-21位。

26、更进一步地，所述引物1为核苷酸序列如seq id no.1所示的单链dna；所述引物2为核苷酸序列如seq id no.2所示的单链dna。

27、第四方面，本发明要求保护用于鉴定或辅助鉴定小麦白粉病抗性的试剂或试剂盒。

28、本发明所要求保护的试剂盒含有所述试剂；所述试剂含有前文第三方面中所述的kasp引物。

29、第五方面，本发明要求保护一种特异性dna分子。

30、本发明所要求保护的特异性dna分子如seq id no.4所示。其中，seq id no.4的第51位的m为a或c。

31、第六方面，本发明要求保护前文第三方面中所述的kasp引物或前文第四方面中所述的试剂或试剂盒或前文第五方面中所述的特异性dna分子在如下任一中的应用：

32、(a1)鉴定或辅助鉴定小麦白粉病抗性；

33、(a2)制备用于鉴定或辅助鉴定小麦白粉病抗性的产品；

34、(a3)比较待测小麦白粉病抗性；

35、(a4)制备用于比较待测小麦白粉病抗性的产品；

36、(a5)选育白粉病抗性相对较强的小麦单株或株系或品系或品种；

37、(a6)制备用于选育白粉病抗性相对较强的小麦单株或株系或品系或品种的产品；

38、(a7)筛选剔除白粉病抗性相对较弱的小麦单株；

39、(a8)制备用于筛选剔除白粉病抗性相对较弱的小麦单株的产品；

40、(a9)小麦育种。

41、在(a9)中，所述育种的目的是获得白粉病抗性更强的小麦品种。

42、第七方面，本发明要求保护如下任一方法：

43、方法i：一种比较待测小麦白粉病抗性的方法，可包括如下步骤：

44、(d1)检测待测小麦基因组上特定snp位点处的核苷酸，确定所述待测小麦的基因型，根据所述待测小麦的基因型按照如下确定所述待测小麦的白粉病抗性：a:a基因型的所述待测小麦的白粉病抗性强于或候选强于c:c基因型的所述待测小麦的白粉病抗性；

45、所述特定snp位点位于小麦6b染色体上seq id no.4的第51位，该snp位点处的核苷酸为a或c；

46、所述a:a基因型为在小麦基因组上所述特定snp位点处的核苷酸为a的纯合型；

47、所述c:c基因型为在小麦基因组上所述特定snp位点处的核苷酸为c的纯合型。

48、方法ii：一种选育白粉病抗性相对较强的小麦单株或株系或品系或品种的方法，可包括如下步骤：

49、检测待测小麦的基因组上特定snp位点处的核苷酸，确定所述待测小麦的基因型，选择a:a基因型的所述待测小麦作为亲本进行选育，并在育种各世代选择a:a基因型的小麦，最终获得白粉病抗性相对较强的小麦单株或株系或品系或品种；

50、所述特定snp位点位于小麦6b染色体上seq id no.4的第51位，该snp位点处的核苷酸为a或c；

51、所述a:a基因型为在小麦基因组上所述特定snp位点处的核苷酸为a的纯合型。

52、方法iii：一种筛选剔除白粉病抗性相对较弱的小麦单株的方法，可包括如下步骤：

53、检测待测小麦的基因组上特定snp位点处的核苷酸，确定所述待测小麦的基因型，将c:c基因型的所述待测小麦筛选出来剔除出去；

54、所述特定snp位点位于小麦6b染色体上seq id no.4的第51位，该snp位点处的核苷酸为a或c；

55、所述c:c基因型为在小麦基因组上所述特定snp位点处的核苷酸为c的纯合型。

56、上述方法中，检测所述待测小麦的基因组上所述特定snp位点处的核苷酸可通过直接测序完成，也可按照包括如下步骤的方法进行：利用前文第四方面中所述的试剂或试剂盒对所述待测小麦的基因组dna进行pcr扩增，将所扩增的产物进行荧光信号扫描，然后按照如下确定所述待测小麦的基因组中所述特定snp位点的基因型：若所述待测小麦的扩增产物的荧光信号为所述荧光标签序列a对应的信号，则所述待测小麦为a:a基因型；若所述待测小麦的扩增产物的荧光信号为所述荧光标签序列b对应的信号，则所述待测小麦为c:c基因型。

57、在上述各相关方面中，本发明的一个实施案例中，所述白粉病抗性为对白粉病小种e09和/或e20的抗性。

58、在本发明中，所述小麦可选自豆麦和石4185的杂交后代或者表2中100份小麦材料。

59、本发明利用豆麦和石4185构建了包括252个家系的重组近交系(ril)群体。本研究利用50k芯片构建的遗传图谱对该ril群体白粉病抗性进行qtl分析，检测出一个在多环境条件下稳定存在的qtl，位于6b染色体，与rac875_rep_c116755_285(77.4mb)紧密连锁，可解释表型变异的7.6-9.6％，暂定名为qpmr.saas-6b，与其紧密连锁的kasp标记kasp-rac875_rep_c116755_285(小麦6b染色体上seq id no.4的第51位，该snp位点处的核苷酸为a或c)，可用于分子标记辅助育种。统计100份小麦品种对我国目前的田间混和菌种的抗性，78个品种显示为豆麦基因型aa(蓝色)，白粉病mds为15.8％；20个品种显示为石4185基因型cc(红色)，白粉病抗性mds为27.4％，显著高于aa基因型(p<0.05)，即aa基因型小麦对白粉病抗性更强。本发明对于培育白粉病抗性更强的小麦品种具有重要意义。