與小麥籽粒硬度緊密連鎖的分子標(biāo)記及其應(yīng)用制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開一種與小麥籽粒硬度QTL緊密連鎖的分子標(biāo)記KH5D

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
與小麥籽粒硬度緊密連鎖的分子標(biāo)記及其應(yīng)用


[0001]本專利技術(shù)涉及小麥育種和分子生物學(xué)領(lǐng)域，特別是一種與小麥籽粒硬度指數(shù)QTL緊密連鎖的分子標(biāo)記及其應(yīng)用。

技術(shù)介紹

[0002]小麥籽粒硬度是指破壞小麥籽粒所受到的阻力，是影響小麥商品分類分級、小麥加工制粉工藝以及小麥面粉最終加工用途的重要指標(biāo)。硬質(zhì)麥由于胚乳淀粉顆粒與蛋白質(zhì)基質(zhì)結(jié)合緊密，制粉時籽粒不易研碎，主要沿胚乳細(xì)胞壁方向破裂，胚乳與糊粉層分離，形成較粗的粉粒，易于流動和篩理，潤麥加水量和出粉率高；軟質(zhì)麥淀粉顆粒與蛋白質(zhì)之間結(jié)合力弱，制粉時籽粒易于研碎，主要在胚乳淀粉和蛋白基質(zhì)間發(fā)生分離，粉粒較細(xì)，較難流動和篩理，潤麥加水量和出粉率低。硬質(zhì)麥不僅具有優(yōu)良制粉特性，通常情況下，其蛋白含量高，磨制的面粉顆粒度大，破損淀粉含量多，吸水性強(qiáng)，形成的面團(tuán)強(qiáng)度大、彈性好，適于加工面包、面條和水餃等產(chǎn)品；軟質(zhì)麥蛋白含量較低，磨制的面粉顆粒度小，破損淀粉含量低，吸水能力差，形成的面團(tuán)強(qiáng)度小，適于制作餅干、蛋糕、酥餅等粉質(zhì)疏松產(chǎn)品(鄭雅月,趙振杰,趙萬春,董劍,李曉燕,高翔.小麥籽粒硬度研究進(jìn)展.麥類作物學(xué)報,2017,37(7):915
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922)。因此，開展小麥籽粒硬度遺傳機(jī)制的研究對小麥品質(zhì)改良和加工應(yīng)用具有重要意義。
[0003]遺傳分析發(fā)現(xiàn)，自然群體和雙親分離群體中的小麥籽粒硬度是呈連續(xù)分布的，表明該性狀是受多基因控制的數(shù)量性狀。位于5D染色體短臂的Hardness Locus(Ha)位點是決定籽粒硬度的主效基因位點，分子生物學(xué)的研究表明，該位點包括Pina、Pinb和Gsp
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1(Grain softness protein
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1)基因，Pina和(或)Pinb基因的突變是導(dǎo)致籽粒硬度增加的主要原因。但采用Ha位點相同的雙親配制的分離群體進(jìn)行籽粒硬度分析發(fā)現(xiàn)，除了Ha位點外，還存在其他控制籽粒硬度的主效QTL位點。迄今為止，除了3D染色體外，其余染色體均發(fā)現(xiàn)控制籽粒硬度的QTL位點(Tu M and Li Y.Toward the genetic basis and multiple QTLs ofkernel hardness in wheat.Plants,2020,9:1631)。
[0004]目前常用的籽粒硬度測定主要采用3種方法：顆粒度指數(shù)法(Particle Size Index，PSI)、近紅外反射光譜法(Near
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infraredReflectance Spectroscopy，NIRS)以及單籽粒谷物特性測定儀法(Single
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kernel Characterization System，SKCS)。相對于前兩種方法依賴于面粉的顆粒度，SKCS法直接對小麥籽粒壓碎測定，短時間可以處理大量樣品且重復(fù)性好，因而被廣泛使用，SKCS法獲得的是籽粒硬度指數(shù)，籽粒硬度指數(shù)越高，預(yù)示籽粒越硬，籽粒硬度指數(shù)越低，預(yù)示籽粒越軟。
[0005]常用的小麥籽粒硬度篩選方法大多采用小麥成熟收獲的小麥籽粒進(jìn)行，不僅要對籽粒進(jìn)行破碎，而且必須小麥成熟曬干后才能進(jìn)行，在小麥育種過程中對大量植株的篩選淘汰，也是大量人力和物力的浪費。采用與小麥籽粒硬度指數(shù)緊密連鎖的分子標(biāo)記，可通過對苗期小麥植株DNA的擴(kuò)增獲得目標(biāo)植株，直接在苗期淘汰非目標(biāo)植株，減少人力和物力的投入，縮短篩選時間，提高選擇效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

[0006]本專利技術(shù)提供一種檢測小麥植株是否存在與小麥品種西風(fēng)降低籽粒硬度指數(shù)QTL緊密連鎖的分子標(biāo)記，判斷小麥植株是否含有降低籽粒硬度指數(shù)QTL，進(jìn)而預(yù)測小麥植株籽粒硬度指數(shù)，加快小麥籽粒硬度的選擇進(jìn)度。
[0007]本申請?zhí)峁┑木唧w技術(shù)方案如下：
[0008]首先，本申請?zhí)峁┝艘环N與小麥低籽粒硬度緊密連鎖的分子標(biāo)記，所述分子標(biāo)記是以西風(fēng)小麥葉片DNA為模板，以核苷酸序列分別如SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的引物對為引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，獲得擴(kuò)增產(chǎn)物后，再以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5％瓊脂糖凝膠電泳分離擴(kuò)增產(chǎn)物獲得的大小為331bp的DNA片段。申請人將該片段自命名為KH5D
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331，該標(biāo)記位于小麥5D染色體，與新發(fā)現(xiàn)影響籽粒硬度QTL緊密連鎖，該QTL與已報道影響小麥籽粒硬度基因均不同。
[0009]優(yōu)選的，上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5％瓊脂糖凝膠是指100ml瓊脂糖溶液中含有1.5g瓊脂糖；
[0010]上述小麥葉片DNA為模板是以小麥植株的葉片分離獲取的DNA，該葉片DNA提取方法為本領(lǐng)域常規(guī)方法，如采用CTAB方法提取(參見文獻(xiàn)：Saghai
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MaroofMA,Soliman K,Jorgensen RA,Allard RW.Ribosomal DNA spacerlength polymorphisms in barley：Medelian inheritance chromosome location andpopulation dynamics.Proc NatlAcad Sci USA,1984,81(24):8014
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8018)。
[0011]上述PCR擴(kuò)增是指：
[0012]PCR反應(yīng)體系：每20ul反應(yīng)體系包括：10
×
buffer 2μl，終濃度為1.5mM的MgCl2，終濃度為0.2mM的dNTPs，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的引物I終濃度為0.25μM，核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示的引物II終濃度為0.25μM，模板DNA 50ng，余量為ddH2O。
[0013]PCR運行程序：94℃預(yù)變性5min；然后94℃變性30sec，60℃退火30sec，72℃延伸30sec，共35個循環(huán)；最后72℃延伸5min，獲得擴(kuò)增產(chǎn)物。
[0014]其次，本申請?zhí)峁┝艘环N小麥品種或品系籽粒硬度及籽粒硬度指數(shù)的預(yù)測方法，其具體步驟為：以樣品小麥植株葉片DNA為模板，以核苷酸序列分別如SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的引物對為引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，獲得擴(kuò)增產(chǎn)物后，將擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5％)電泳，若電泳產(chǎn)物存在大小為331bp的條帶，則預(yù)測含有該條帶的樣品小麥籽粒硬度/籽粒硬度指數(shù)低于不含該條帶的小麥，含有該條帶的樣品小麥硬度指數(shù)平均降低20％左右。
[0015]上述PCR擴(kuò)增是指：
[0016]PCR反應(yīng)體系：總體積20ul，包括10
×
buffer 2μl，終濃度為1.5mM的MgCl2，0.2mM的dNTPs，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的引物I終濃度為為0.25μM，核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示的引物II終濃度為0.25μM，模板DNA 50ng，余量為ddH2O。
[0017]PCR運行程序：94℃預(yù)變性5min；然后94℃變性30sec，60℃退火30sec，72℃延伸30sec，共35個循環(huán)；最后7本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一個與小麥籽粒硬度緊密連鎖的分子標(biāo)記，所述分子標(biāo)記是以西風(fēng)小麥DNA為模板，以核苷酸序列如SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的引物對進(jìn)行PCR擴(kuò)增并電泳后獲得的大小為331bp的DNA片段。2.一種小麥籽粒硬度的預(yù)測方法，其特征在于，具體步驟如下：以小麥植株葉片DNA為模板，以核苷酸序列分別如SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的引物對為引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，將擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳，若電泳產(chǎn)物存在大小為331bp的條帶，則預(yù)測含有該條帶的小麥籽粒硬度低于不含該條帶的小麥。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述PCR擴(kuò)增是指，PCR擴(kuò)增體系：10
×
buffer 2μl，1.5mM ...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周淼平，楊學(xué)明，宋桂成，張鵬，姚金保，何漪，
申請(專利權(quán))人：江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：