[发明专利]小麦穗发芽抗性相关基因及其应用

说明书

本发明公开了小麦穗发芽抗性相关基因及其应用。该小麦穗发芽抗性相关基因，具有下述核苷酸序列之一：1）序列表中SEQ ID №：1或序列表中SEQ ID №：2的核苷酸序列；2）与序列表中SEQ ID №：1的DNA或序列表中SEQ ID №：2的DNA具有90％以上同源性，且编码相同功能蛋白质的DNA序列；3）在高严谨条件下可与SEQ ID №：1或SEQ ID №：2的DNA序列限定的DNA序列杂交的核苷酸序列。可利用该基因辅助筛选穗发芽抗性或敏感性小麦，其实施方法可用于小麦穗发芽抗性育种的早代选择，大大缩短育种周期，加快育种速度，降低育种成本，操作简单，成本低廉，适于推广应用，为小麦抗穗发芽育种提供了技术支持，为选育穗发芽抗性小麦种质提供了一种快捷的选择方法。

技术领域

本发明涉及小麦穗发芽抗性相关基因及其应用。

背景技术

小麦在收获前遇到阴雨或潮湿环境时，籽粒便会在穗上发芽即小麦穗发芽。小麦穗发芽的现象是世界主要小麦生产国存在的重要问题。穗发芽导致小麦加工品质严重降低甚至完全丧失。在法国、美国、加拿大、澳大利亚等国家，均受小麦穗发芽的危害，其中加拿大和澳大利亚尤为严重。我国长江中下游、西南冬麦区和东北春麦区是收获季节易降雨的地区，北部冬麦区大部分白粒小麦品种对穗发芽高度敏感,收获期遇雨极易引起穗发芽。

小麦穗发芽引起籽粒内部发生一系列的生化反应，特别是一些碳水化合物降解酶、 蛋白水解酶（如α-淀粉酶）等酶活性升高，胚和胚乳中的贮藏物质降解，使小麦籽粒蛋白质含量递减，面筋强度下降，进而使得小麦的籽粒产量和容重下降、面粉的加工品质变劣 。发芽小麦粉制成的面包、面条等发黏、易断，且咬劲差，口感劣，所以穗发芽严重影响了小麦的品质、食用和种用价值，给作物生产造成了严重的经济损失。所以如何控制小麦成熟期穗发芽，进而获得性状优良的抗穗发芽品种已成为世界小麦品种改良的重要课题，国内外植物育种家和生理学家在其鉴定方法、抗性机制、遗传机理和分子标记等方面进行了广泛研究。

开发与穗发芽抗性及籽粒休眠特性相关的分子标记是提高检测效率的有效手段。已利用SSR、STS、RFLP等标记以及常规遗传分析方法进行了有关种子休眠和抗穗发芽基因的定位，发现从第1 到第7 染色体组均有与穗发芽抗性相关的QTL，其中第3和第4 染色体组为主效基因的频繁报道区域。利用分子标记辅助育种，可以加速抗穗发芽种质资源及品种的育成。Anderson等在1AS、2AS、2AL、5DL、4AL、5DL、6BL染色体上共定位出了10个与穗发芽抗性有关的RFLP标记，例如Xcn1.bcd1434、Xcn1.cdo431、Xcn1.cdo64、Xcn1.Wg996a 等。Roy等利用STMS（Sequence-tagged Microsatellites）及STS（Sequence-tagged site）标记分别在6BS和7DL染色体上定位了控制穗发芽的主效基因，分别与Cwmc104和Xmst101标记紧密连锁。R基因所控制的种皮颜色与小麦的穗发芽抗性密切相关，可以作为一个穗发芽抗性的标记来应用。杨燕等根据玉米中报道的控制种子休眠的转录因子VP1 在中国小麦品种中开发出了Vp1B3 和 Vp1A3 的STS 标记，并将其定位到3BL 上( 杨燕,张春利,陈新民,等.穗发芽率和发芽指数及STS 标记Vp1B3在小麦抗穗发芽基因型鉴定中的应用[J].麦类作物学报,2007,27(4):577-582.)。目前已经鉴定出控制种子休眠性和与穗发芽抗性相关的侯选基因有Vp-1、ABI3、FUS3以及LECI等，这些基因都具有双重功效，既抑制萌发又促进与胚成熟有关的过程。