与大麦苗期叶绿素含量相关的SNPs分子标记开发及其应用

专利检索2026-02-04  0


本发明属于分子育种,具体涉及与大麦苗期叶绿素含量相关的snps分子标记开发及其应用。


背景技术:

1、大麦是全球第四大禾谷类作物,集饲用、啤用和粮食作物于一体,是我国重要的农作物之一。大麦在国际上是重要的饲料粮,一些大麦生产大国(如俄罗斯、加拿大、澳大利亚和沙特等)的饲用比例均在30%以上。我国是世界上最大的大麦进口国,占比全球进口量三成以上,目前国内超9成大麦依赖于进口,进口大麦主要用于工业需求,其中酿酒用大麦占到大麦消费的85%以上,其次为饲用,大麦既可以做青贮饲料也可以做谷物饲料。因此,提高包括谷粒产量在内的地上部生物量是大麦品种选育的重要指标。

2、叶绿素是绿色植物进行光合作用的基础物质,是植物叶片的主要光合色素,植物的光和强度和生物产量与叶绿素含量呈正相关。前人研究发现,小麦苗期正常氮素供应时影响小麦干物质产量和叶绿素含量的2b染色体位点相同,低氮胁迫时也存在同时与干物质产量和叶绿素含量有关联的位点,揭示了叶绿素含量对干物质产量的重要作用。前人也在不同环境中对籽粒产量和叶绿素含进行相关研究,共检测到11个与籽粒产量和叶绿素含量相关的加性qtls,同时控制籽粒产量和叶绿素含量的染色体上的位点(xcfd53、xwmc718和xwmc215)存在紧密关系或多效性。在玉米等谷物中,光合能力与产量之间存在着密切的关系。因此,提高作物叶绿素含量可能是提高生物量和粮食产量的有效途径。

3、spad-502叶绿素仪法是目前检测叶绿素含量的主流方法,有研究表明spad值与叶绿素含量呈正相关关系。全基因组关联分析(gwas)已被广泛应用于动植物的基因挖掘和标记开发。利用gwas技术将spad值与大麦全基因组snp信息进行关联分析,可发掘叶绿素含量相关的显著性snp,为大麦精准育种提供有效的分子工具,对培育高光效作物品种具有重要意义。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供与大麦苗期叶绿素含量相关的snps分子标记开发及其应用,所述snps分子标记可应用于筛选苗期高叶绿素含量的大麦,可用于培育苗期具有较高叶绿素含量的大麦新品种。

2、本发明提供了一种与大麦苗期叶绿素含量相关的snp分子标记组合,包括9个snp,其中2个snp分子标记分别针对大麦2号染色体的29990466和650609585开发,多态性依次为c/t和c/t;

3、其中7个snp分子标记分别针对大麦4号染色体的29155488、28874187、29720460、28512754、29534224、29398399和28445460开发,多态性依次为g/t、g/t、a/t、a/g、c/t、a/g和g/t。

4、优选的,所述9个snp分子标记的序列如seq id no.3、seq id no.6、seq id no.9、seq id no.12、seq id no.15、seq id no.18、seq id no.21、seq idno.24和seq id no.27所示。

5、优选的,所述大麦苗期叶绿素含量包括苗期叶绿素的相对含量。

6、本发明还提供了扩增上述snp分子标记组合的引物组,包括如下所示的核苷酸序列:

7、

8、本发明还提供了上述引物组在大麦苗期叶绿素含量相关的snps聚合分子标记辅助育种中的应用。

9、本发明还提供了上述引物组对在筛选苗期叶绿素含量高的大麦种质资源中的应用。

10、本发明还提供了一种筛选苗期叶绿素含量高的大麦种质资源的方法,包括以下步骤:以目标大麦种质的基因组dna为模板,分别与上述引物组中的每一对引物配制pcr扩增体系,进行pcr扩增反应,对每种扩增产物均进行测序,获得目标大麦种质的基因分型和单倍型分析。

11、优选的,所述pcr扩增体系以50μl计,包括:2×phanta max master mix25μl、10μmol/l上下游引物各2μl、模板5μl和余量的无菌水。

12、优选的,所述pcr扩增反应的程序包括:95℃预变性3min;95℃变性15s,58℃退火15s,72℃延伸15s,35个循环;72℃延伸5min,12℃保存。

13、优选的,所述各snp分子标记的优势基因型依次为:4:29155488(m1)t、4:2887418(m2)t、4:29720460(m3)a、4:28512754(m4)g、4:29534224(m5)c、4:29398399(m6)a、4:28445460(m7)t、2:29990466(m8)c和2:650609585(m9)t。

14、有益效果:本发明通过对大麦苗叶绿素含量进行全基因组关联分析,鉴定到对苗期叶绿素含量有提高作用的snps位点,首次公开了一套与大麦苗期叶绿素含量显著相关联的snps聚合分子标记,该套分子标记检测准确高效、扩增方便稳定,且九个snps对叶绿素含量存在加性效应,可用于分子标记辅助选择,提高不同大麦品种的鉴定效率。



技术特征:

1.一种与大麦苗期叶绿素含量相关的snp分子标记组合,其特征在于,包括9个snp,其中2个snp分子标记分别针对大麦2号染色体的29990466和650609585开发,多态性依次为c/t和c/t;

2.根据权利要求1所述snp分子标记组合,其特征在于,所述9个snp分子标记的序列如seq id no.3、seq id no.6、seq id no.9、seq id no.12、seq id no.15、seq id no.18、seq id no.21、seq id no.24和seq id no.27所示。

3.根据权利要求1或2所述snp分子标记组合,其特征在于,所述大麦苗期叶绿素含量包括苗期叶绿素的相对含量。

4.扩增权利要求1~3任一项所述snp分子标记组合的引物组,其特征在于,包括如下所示的核苷酸序列:

5.权利要求4所述引物组在大麦苗期叶绿素含量相关的snps聚合分子标记辅助育种中的应用。

6.权利要求4所述引物组对在筛选苗期叶绿素含量高的大麦种质资源中的应用。

7.一种筛选苗期叶绿素含量高的大麦种质资源的方法,其特征在于,包括以下步骤:以目标大麦种质的基因组dna为模板,分别与权利要求4所述引物组中的每一对引物配制pcr扩增体系,进行pcr扩增反应,对每种扩增产物均进行测序,获得目标大麦种质的基因分型和单倍型分析。

8.根据权利要求7所述方法,其特征在于,所述pcr扩增体系以50μl计,包括:2×phantamax mastermix 25μl、10μmol/l上下游引物各2μl、模板5μl和余量的无菌水。

9.根据权利要求7或8所述方法,其特征在于,所述pcr扩增反应的程序包括:95℃预变性3min;95℃变性15s,58℃退火15s,72℃延伸15s,35个循环;72℃延伸5min,12℃保存。

10.根据权利要求7所述方法,其特征在于,所述各snp分子标记的优势基因型依次为:4:29155488(m1)t、4:2887418(m2)t、4:29720460(m3)a、4:28512754(m4)g、4:29534224(m5)c、4:29398399(m6)a、4:28445460(m7)t、2:29990466(m8)c和2:650609585(m9)t。


技术总结
本发明提供了与大麦苗期叶绿素含量相关的SNPs分子标记开发及其应用,属于分子育种技术领域。本发明通过对大麦苗叶绿素含量进行全基因组关联分析,鉴定到对苗期叶绿素含量有提高作用的SNPs位点,首次公开了一套与大麦苗期叶绿素含量显著相关联的SNPs聚合分子标记,该套分子标记相对于单个SNP的检测准确性更高,且九个SNPs对叶绿素含量存在加性效应,可用于分子标记辅助选择,提高不同大麦品种的鉴定效率。

技术研发人员:鲁向前,叶玲珍,付玉洁,赵俊恒,郑楠楠,张国平
受保护的技术使用者:浙江大学中原研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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