小麥小穗數qtl連鎖的ssr分子標記及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及分子生物學及作物遺傳育種領域，具體地說，涉及小麥小穗數QTL連鎖 的SSR分子標記及其應用。
【背景技術】
[0002] 小麥是我國重要的糧食作物，常年中之面積在2000萬公頃以上，約占糧食作物面 積的27%;總產量為1億噸以上，約占糧食作物產量的22%。小麥產量是由單位面積穗數、每 穗粒數、粒重構成的。穗粒數是產量構成因素中最活躍的因素，可調節程度大，穗粒數的多 少由小穗數、分化的小花數、小花結實率決定。小穗數是形成小花數的前提，增加的小穗數 是提高穗粒數的基礎。
[0003] 西藏半野生小麥是中國西藏特有的一種小麥資源（邵啟全，李長森，巴桑次仁 (1980)西藏半野生小麥· Journal of Genetics\s&\sgenomics ·)。它與中國一般普通小麥 具有相同的AABBDD染色體構型，分布于雅魯藏布江隆子河流域、瀾滄江流域和察隅河流域 耕作粗放的農田里，與冬小麥混生，無野生群落。特殊的生長環境賦予了西藏半野生小麥特 殊的性狀，如包殼、脆碎和休眠等特性，此外有的西藏半野生小麥還具有小穗數多、分蘗數 多等優良育種性狀。西藏半野生小麥種蘊藏著待鑒定和發掘的寶貴基因資源，對其優良基 因資源的利用較普通小麥以外的其他資源更容易和快捷。
[0004] 分子標記輔助育種，不依賴于表型選擇，即不受環境、基因互作、基因與環境互作 等因素的影響，而是直接對基因型進行選擇，因而能大大提高育種效率。簡單重復序列 (simple sequence repeats，SSR)是一類廣泛存在于基因組上的、由幾個核苷酸重復單位 組成的串聯重復序列。由于其在基因組上的大量分布，多態性高，且操作技術簡單，費用低 廉，在分子輔助育種的已被廣泛使用。多樣性微陣列技術(Diversity arrays technology， DArT)被成功應用于很多植物研究中，該技術以微陣列芯片雜交技術為基礎，一個陣列可同 時檢測分布在基因組中的幾百個多態性位點。
[0005] 此前有學者對小穗數進行了 QTL定位，發現與之相關的QTL在小麥中廣泛存在，且 含有該類QTL的染色體數量很多，包括1A，ID，2A，2D，3A，4A，4B，4D，5A，5B，6A，6D，7A，7B和7D 等。
[0006] 然而目前與小麥小穗數性狀相關可用于實際分子育種的緊密連鎖的分子標記卻 并不多。因此研究獲得有關小穗數的QTL或基因，利用分子生物學技術，增加小穗數，進而增 加穗粒數，最終達到選育增產小麥新品種的目的，在小麥育種工作中意義重大。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的是提供小麥小穗數QTL連鎖的SSR分子標記及其應用。
[0008] 為了實現本發明目的，本發明以西藏半野生小麥Q1028為母本，以小麥品種鄭麥 9023為父本雜交，得到雜種FI，F1代單株自交獲得F2，在F2隨機選取186個單株，進行自交， 分別收獲單株，下一年繼續自交，如此重復直到F8代，獲得含有186個系的重組自交系，構成 遺傳作圖群體。對重組自交系群體毛穎特性表型鑒定，提取親本Q1028、鄭麥9023和重組自 交系群體植株DNA，DArT分析多態性位點，篩選親本之間多態性SSR標記，重組自交系群體 SSR分析。根據SSR標記和DArT標記，利用JoinMap4.0構建遺傳圖譜。以LOD值3-10依次構建 連鎖群，尋找最優的標記數和標記順序，確定連鎖群及順序。然后用911(^1^??1即3.2中 的完備區間作圖法（Inclusive Composite Interval Mapping-ADD，ICIM_ADD)，設置閥值 LOD 2 2.5的條件下，檢測QTL。最終在小麥3D染色體長臂上檢測到小穗數QTL，且該QTL與標 記gdm8緊密遺傳。
[0009]本發明提供的小麥小穗數QTL連鎖的SSR分子標記，所述分子標記為gdm8,擴增該 分子標記的引物如SEQ ID No: 1和2所示，在多小穗數性狀的小麥種質品系中，該引物可擴 增出大小為160bp和180bp的DNA片段，分子標記gdm8與小麥小穗數QTL位于小麥3D染色體長 臂上，該標記與QTL之間的遺傳距離為OcM，緊密連鎖。
[00?0]本發明還提供所述的分子標記gdm8在鑒定小麥小穗數QTL QSns. sau. 3D中的應 用。本發明的小穗數QTL QSns. sau. 3D來自西藏半野生小麥Q1028，該QTL位于小麥3D染色體 長臂頂端(圖1 )，表現為小穗數較多。
[0011] 前述的應用，包括如下步驟：
[0012] 1)提取待測植株的基因組DNA;
[0013] 2)以待測植株的基因組DNA為模板，利用擴增分子標記gdm8的引物，進行PCR擴增 反應；
[0014] 3)檢測PCR擴增產物，如果能夠擴增出與Q1028相同的片段，即擴增出大小為160bp 和180bp的DNA片段，則待測植株為含有QSns. sau. 3D的植株。
[0015] 本發明還提供所述的分子標記gdm8在篩選或鑒定多小穗數性狀的小麥種質資源 (例如Q1028及其雜交后代）中的應用。
[0016]前述的應用，包括如下步驟：
[0017] 1)提取待測植株的基因組DNA;
[0018] 2)以待測植株的基因組DNA為模板，利用擴增分子標記gdm8的引物，進行PCR擴增 反應；
[0019] 3)檢測PCR擴增產物，如果能夠擴增出大小為160bp和180bp的DNA片段，則待測植 株為具有多小穗數性狀的小麥資源。
[0020] PCR擴增體系：5yL 10XPCR反應緩沖液，1.5U Ex Taq DNA聚合酶，2mM MgCl2， 0.2mM dNTP，上、下游引物各150ng，模板DNAlOOng，雙蒸水加至總量為50yL。
[0021] PCR 程序：94°C 預變性 5min;94°C 變性 30s、55°C 退火 45s、72°C 延伸 30s，共 35 個循 環；72°C 延伸 5min。
[0022] 步驟3)中采用6 %變性聚丙烯酰胺凝膠(Acr: Bis = 19:1)電泳檢測PCR擴增產物， 電泳分離，電極緩沖液為1 X TBE，恒定功率80W，電壓2000V;然后銀染顯色。
[0023] 本發明還提供用于鑒定多小穗數性狀的小麥種質資源的PCR檢測試劑盒，所述檢 測試劑盒包含擴增所述分子標記gdm8的引物。
[0024] 本發明進一步提供所述分子標記gdm8在小麥分子標記輔助育種中的應用。
[0025] 本發明公開了位于小麥3D染色體上的與小麥小穗數連鎖的分子標記gdm8,該分子 標記是小麥3D染色體長臂上小穗數QTL QSns. sau. 3D的側翼標記(共顯性標記），連鎖度高。 該標記可用來檢測小麥3D染色體上的小穗數QTL，快速篩選具有該位點的植株，進而方便進 行高產小麥的分子輔助育種。本發明提供的分子標記gdm8與小麥3D上的小穗數QTL QSns. sau. 3D緊密連鎖，可用來對小麥小穗數這一性狀進行定位，從而在育種過程中淘汰小 穗數較少的植株，提高育種工作效率，并為小麥小穗數基因的研究提供基礎。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發明實施例1中小麥小穗數QSns. sau. 3D在3D染色體上的定位。
[0027]圖2為本發明實施例1中西藏半野生小麥Q1028 X鄭麥9023的重組自交系株系植株 分子標記gdm8檢測的電泳圖譜;其中，2和3分別為Q1028和鄭麥9023,4、6、8、9、10、11為有較 多小穗數的株系，5、7為較少小穗數株系；1和12為DNA分子量標準。
[0028]圖3為本發明實施例2中西藏半野生小麥Q1028X普通小麥品系99E18的重組自交 系株系植株分子標記gdm8檢測的電泳圖譜;其中，2和3分別為Q1028和99E18;4-11為株系材 料;1和12為DNA分子量標準。
【具體實施方式】
[0029]以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。若未特別指明，實施例 均按照常規實驗條件，如Sambrook等分子克隆實驗手冊（Sambrook J&Russell DW， Molecular cloning:a laboratory manu