小麦产量相关基因TaD11-2A的分子标记及其应用的制作方法

2021-02-02 01:02:42|

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小麦产量相关基因tad11-2a的分子标记及其应用
[0001] 技术领域
[0002]
本发明属于植物变异或遗传工程领域，具体涉及一种小麦产量相关基因tad11-2a的分子标记及其应用。
[0003]

背景技术：

[0004]
小麦（triticum aestivum l.）是世界上最重要的粮食作物，为人类提供20%能量。提高作物产量以适应全球人口增加与社会发展的需要仍是目前的主流（senthold asseng et al., 2020）。传统育种鉴定表型工作量大、成本高且周期过长，基因功能标记的开发为小麦遗传改良及新种质的开发提供了一个可靠的分子标记工具箱，最大限度降低成本（rasheed et., 2016）。
[0005]
油菜素内酯（brassinosteroids, brs）是一种新型的植物内源激素，在促进作物生长和提高作物产量上发挥着重要作用。osd11是水稻中br生物合成途径的关键基因，研究发现osd11可显著地提高水稻籽粒大小和单株产量（wu et al., 2016）。然而，目前尚未发现小麦tad11基因的功能研究报道和分子标记应用。
[0006]

技术实现要素：

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针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种小麦产量相关基因tad11-2a的分子标记及其应用，为小麦产量性状的遗传改良提供基因资源和有效途径。
[0008]
为实现以上目的，本发明一方面提供一种小麦产量相关基因tad11-2a的分子标记，采用如下技术方案：一种小麦产量相关基因tad11-2a的分子标记，所述分子标记为tad11-id3，所述分子标记tad11-id3的特异性引物为tad11-id3-1f 和tad11-id3-1r，所述tad11-id3-1r的序列如seq id no：1所示，所述tad11-id3-1f的序列如seq id no：2所示。
[0009]
本发明另一方面提供所述小麦产量相关基因tad11-2a的分子标记在鉴定小麦产量性状中的应用。
[0010]
本发明还提供一种根据小麦tad11-2a基因组序列设计的引物用于进行扩增测序，所述引物为seqd11-2a-1f和seqd11-2a-1r，以及seqd11-2a-2f和seqd11-2a-2r，所述seqd11-2a-1f、seqd11-2a-1r、 seqd11-2a-2f和seqd11-2a-2r的序列分别如seq id no：3~ seq id no：6所示。
[0011]
所述tad11-2a基因区序列中存在3个snp和1个3-bp indel，共2种单倍型hapl a和hapl b。
[0012]
进一步的，所述tad11-2a的基因区序列中的3个snp和1个3-bp indel位点完全共
分离。
[0013]
所述tad11-2a基因组序列如seq id no：7所示。
[0014]
本发明从小麦自然群体中发掘tad11-2a的优异等位基因，开发了用于鉴定小麦穗长、小穗数和穗粒数的相关功能性分子标记，为小麦产量性状的遗传改良提供基因资源和有效途径。
[0015]
附图说明
[0016]
图1 为tad11-2a基因区变异示意图；图2为 tad11-id3在变性聚丙烯酰胺凝胶上的部分检测结果。
[0017] 具体实施方式
[0018]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0019]
下列实例中所采用的实验方法若无具体说明，均为常规方法。
[0020]
实施例1：与小麦产量相关基因tad11-2a多态位点的获得根据小麦tad11-2a基因组序列设计特异引物进行扩增测序，所述引物为seqd11-2a-1f和seqd11-2a-1r，以及seqd11-2a-2f和seqd11-2a-2r，所述seqd11-2a-1f、seqd11-2a-1r、 seqd11-2a-2f和seqd11-2a-2r的序列分别如seq id no：3~ seq id no：6所示。
[0021]
具体引物序列如下：seqd11-2a-1f aatgatagctagacagagaggcaseqd11-2a-1r tctgaagggtcacatatttggtseqd11-2a-2f tccaccaaatatgtgacccttseqd11-2a-2r ttcatacatatctccccataacg（1）用特异引物（seqd11-2a-1f/1r、seqd11-2a-2f/2r）分别对表1的60份小麦材料（均来自于国家种质资源库）的dna进行pcr扩增，其扩增的体系为50ml，包括5ml的dna，2.5ml的上游引物，2.5ml的下游引物，25ml的phanta max super-fidelity dna polymerase，15ml的ddh20；采用普通扩增程序扩增，步骤如下：1)95℃变性5 min，2)34个循环的普通pcr程序：95℃变性30 s，58℃复性30 s，72℃延伸2min；3)72℃ 延伸10 min；结束扩增，4℃保存。
[0022]
表1 60份普通小麦品种
和tad11-id3-1r，所述tad11-id3-1r的序列如seq id no：1所示，所述tad11-id3-1f和tad11-id3-1r的序列如seq id no：2所示，具体如下：tad11-id3-1f gctcgtaccaccacaccactad11-id3-1r cccgcattgcaaagatcc（2）单倍型的鉴定选取190份普通六倍体小麦组成的自然群体（表2），利用上述分子标记tad11-id3对自然群体进行基因型鉴定，分别包括以下步骤：1）用标记引物对待测小麦品种的dna进行pcr扩增，其pcr扩增体系为10μl，包括：1μl的dna模板，0.5μl的上游引物，0.5μl的下游引物，5μl的2
×
taq pcr starmix，3μl的ddh2o；采用普通扩增程序扩增，步骤如下：a)95℃变性5min，b)34个循环的普通pcr程序：95℃变性30s，50℃复性30s，72℃延伸1min;c)72℃延伸10 min；结束扩增，4℃保存。
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2）5%的变性聚丙烯酰胺凝胶是指100ml聚丙烯酰胺凝胶溶液中含有4.75g丙烯酰胺、0.25g甲叉丙烯酰胺、45g尿素，部分电泳检测结果如图2所示，所有鉴定结果见表2。
[0025]
表2 自然群体中标记tad11-id3分型结果
实施例3：单倍型与产量性状的关联分析利用软件tassel 5.2的glm（pca）模型，结合基因型数据（55k芯片+tad11-id3基因型）和自然群体2年（2018-2019）3个环境（烟台栖霞、烟台莱山、潍坊昌邑）下的表型数据进行关联分析。结果发现，相对于hapl a类型，hapl b类型的穗长、小穗数和穗粒数均显著（p ＜ 0.05）增加（表3），平均增加比例分别为8.5%（穗长）、5.8%（小穗数）和8.0%（穗粒数）。以上结果表明，hapl b类型是tad11-2a基因的优异基因型，tad11-id3标记能够在选育小麦优异产量性状中起作用。
[0026]
所述tad11-2a基因组序列如seq id no：7所示。
[0027]
表3 tad11-2a基因单倍型与产量性状关联分析结果
注：**表示p ＜ 0.01，*表示p ＜ 0.05。
[0028]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

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