[发明专利]大麦P3G和C3G合成主效QTL紧密连锁的InDel分子标记及其应用

说明书

本发明涉及遗传育种技术领域，尤其涉及大麦P3G和C3G合成主效QTL紧密连锁的InDel分子标记及其应用。本发明提供标志物具有良好的特异性，可以准确追踪紫色大麦亲本中的主效QTL PBG.ant‑2H，快速筛选出具有P3G和C3G合成主效QTL的大麦品种或品系，可应用于大麦育种的早代选择，并在大麦植株生长的早期进行检测，能够极大减轻育种筛选的工作量，缩短育种周期，加快育种速度，降低育种成本，该检测方法具有操作简单，成本低廉，周期短的优点。

技术领域

本发明涉及遗传育种技术领域，尤其涉及大麦P3G和C3G合成主效QTL紧密连锁的InDel分子标记及其应用。

背景技术

花青素是一类广泛存在于水果、蔬菜、谷物中的水溶性的黄酮类化合物。花青素具有清除自由氧化基的能力，而后者能够引起细胞内的氧化应激反应。因此，花青素可以为人类的健康提供多方面的益处，特别是在抗氧化伤害和解毒方面起重要的作用，此外花青素还有抗炎、抗肥胖、抗癌症和和降血糖作用。这些生物功能使得花青素在食品工业、营养保健品和功能食品等领域都具有可观的潜在价值。大麦广泛分布于世界各地，在不同的生长环境下都具有较好的适应能力，无论是种植面积还是产量大麦都是世界范围内的第四大粮食作物。长期以来，大麦主要用于动物饲养或者作为麦芽汁原料以生产酒精型和非酒精型的饮料。大麦富含β-葡聚糖可以降低人体胆固醇，而且对降血糖和减肥也有不错的效果。因此，近些年来大麦因其营养和保健价值逐渐成为一类重要的健康食品原料，而彩色的大麦因其富含花青素被赋予了更多的价值。彩色大麦对人类健康具有重要的潜在的价值，是功能食品和保健营养品开发的重要材料，而且其抗氧化性和抗突变作用不仅在大麦籽粒中可以检测到，在其发酵液中也能得到检测。

虽然针对彩色大麦的遗传分析已有不短的历史，但都这些研究都是基于各个组织的颜色的分离而开展，存在表型难以量化或者不准确的缺点。自然状态的花青素常以多糖苷的形式存在(花色苷)。糖基的数量、种类以及连接的位置会影响到花青素的颜色、稳定性和抗氧化性等因此影响不同花青素的使用价值，最终决定不同材料的加工利用价值。更重要的是，已有的研究表明颜色不同甚至颜色相近的大麦籽粒中的花青素总含量，花青素组成以及抗氧化都表现出明显的差异，可以推测与其花青素合成有关的遗传调控方式也可能各不相同。在不同的彩色大麦育种过程中需要考虑到其花青素组成情况，特别是一些有重要作用的花青素成分。利用特异花青素分子作为表型数据对彩色大麦进行遗传分析，可以获得更丰富也更加准确的结果，对培育富含特定花青素种类的彩色大麦有重大指导意义。在众多彩色大麦中，芍药色素-3-葡萄糖苷(Peonidin-3-glucoside,P3G)和矢车菊素-3-葡萄糖苷(Cyanidin-3-glucoside,C3G)普遍存在的重要花青素成分。

作物遗传改良是在作物中人为地对优良基因进行选择和集成的一个过程。利用准确、高效的方法对被转移的外源目的基因或染色体片段进行鉴定，可以提高选择的有效性，提高育种效率，缩短育种周期，是遗传育种过程中十分重要的环节。在彩色大麦种子中，花青素通常从开花后几周才开始积累，也即其种子颜色需在开花后几周才开始可以观测到。分子标记辅助选择，不依赖于表现型选择，即不受环境条件、基因间互作、基因型与环境互作等多种因素的影响，而是直接对基因进行选择，在植物生长早期就能进行检测，因而能大大提高育种效率。

InDel分子标记基于PCR扩增技术，可以检测近缘种或同一物种不同个体之间基因组同一位点发生的不同大小核苷酸片段的插入或缺失，具有稳定性好、多态性高、分型系统简单的优点，近年来开始被广泛运用于群体遗传分析和分子辅助育种工作中。目前，尚未发现有关大麦P3G和C3G合成基因/遗传位点紧密连锁的分子标记序列信息的报道。因此，筛选出彩色大麦中P3G和C3G合成基因紧密连锁的分子标记，尤其是操作简便、结果准确的InDel(insertion-deletion)标记，能大大提高选择效率，从而提高彩色大麦育种效率，对培育富含特定花青素种类的彩色大麦有重大指导意义。

发明内容