[发明专利]一种检测卵穗山羊草与小麦杂交HMW-GS基因的分子标记及其应用

说明书

本发明公开了一种检测卵穗山羊草与小麦杂交HMW‑GS基因的分子标记及其应用，所述的分子标记由引物对Ao‑1Mx经PCR扩增获得，所述的引物对Ao‑1Mx的核苷酸序列如SEQ ID NO.1～2所示。利用该引物进行PCR扩增能够快速准确地检测小麦远缘杂交后代中是否含有卵穗山羊草1Mx型HMW‑GS基因位点。本方法能够准确检测出卵穗山羊草与小麦杂交后代中1Mx型HMW‑GS基因是否存在，方便跟踪该基因，大大提高育种工作效率，加快小麦品质育种的进程，在小麦品质育种领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及分子遗传学技术领域，涉及一种检测卵穗山羊草与小麦杂交HMW-GS基因的分子标记及其应用，具体为卵穗山羊草与小麦远缘杂交后代中卵穗山羊草1Mx型高分子量谷蛋白亚基 (high molecular weight glutenin subunit，HMW-GS)基因的分子标记及其应用。

背景技术

小麦的遗传改良进程中，通过远缘杂交能够把小麦野生近缘野生物种的优良基因导入普通小麦，进而改变小麦的遗传组成，有效改良小麦的相关性状，因此，被广泛应用于小麦育种中。山羊草属物种作为小麦的野生近缘属种，因具有抗条锈病、抗叶锈病、抗秆锈病、抗白粉病，耐旱、耐盐碱、耐寒、抗逆和高蛋白等优异性状，是小麦遗传改良的重要外源优异基因库。高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)是小麦胚乳中的重要贮藏蛋白，占小麦总储藏蛋白的10％左右，是小麦面粉加工品质的重要决定因素。在普通小麦及其近缘物种中，高分子量谷蛋白亚基由位于第1部分同源群染色体长臂的单个基因位点所控制，每一个HMW-GS基因位点上都包含2个紧密连锁的基因，其中分子量较大的称为X型亚基，分子量较小的称为Y型亚基。已有的研究表明，普通小麦本身含有的HMW-GS的类型较少，而在小麦近缘属物种中含有大量新的HMW-GS变异类型。

卵穗山羊(Aegilops ovata L.，U^oU^oM^oM^o，2n＝4x＝28)是小麦的近缘物种之一，具有许多优良的抗白粉病、抗条锈病、抗逆及品质等基因，并被用来作为亲本通过远缘杂交的方式对普通小麦进行遗传改良。从卵穗山羊中鉴定出的新的高分子量谷蛋白1Mx型亚基基因，是非常独特的等位基因变异类型。前人通过卵穗山羊草的染色体特异性替代品系，证明了1Mx亚基对小麦面团强度具有积极影响。

在外源目标基因导入小麦的过程中，对被转移的基因或染色体片段进行准确、快速的鉴定和追踪，能够提高选择的有效性，从而缩短育种周期，提高育种效率。因此，对导入小麦的外源染色体、染色体片段或所携带的外源基因进行有效鉴定将是远缘杂交育种过程中十分重要的环节。目前，鉴定外源染色体的常用方法主要包括形态学鉴定和细胞学鉴定。形态学分析通过观察比较杂种植株与亲本在形态学上的异同而做出鉴定；细胞学鉴定通过核型分析，染色体配对分析， C-带技术等对杂种进行鉴别。此外，原位杂交技术也被广泛用于外源染色体或片段的鉴定。

然而，形态学鉴定虽然直观，但受经验等主观因素影响以及某些目标性状无法通过形态表现出来而具有相当大的局限性；而细胞学鉴定与原位杂交都必须通过培育杂种成植株，对季节与取材时间要求严格，且分析鉴定方法较复杂，对技术、操作及实践经验要求高，而且因为是从染色体水平上进行的鉴定，由于细胞分裂过程中存在着染色体片段的交换与丢失，很难断定目标性状基因是否真实存在与正常表达。因此，在连续实施杂交选育新品种(系)材料的过程中有必要建立一种简单、高效、快速的检测卵穗山羊草与小麦远缘杂交后代1Mx 高分子量谷蛋白亚基基因的方法。据此，我们根据已知的卵穗山羊草高分子量1Mx型谷蛋白亚基基因序列，开发了特异性引物，不但鉴定出了以卵穗山羊草为亲本的杂交后代材料中属于卵穗山羊草1Mx 型亚基的编码基因条带，而且此标记引物具有很强的特异性(未能在 40多份生产上使用的小麦中扩出目的条带)，利用本发明提供的引物能够从卵穗山羊草与普通小麦杂交后代中准确跟踪并检测出含有1Mx型谷蛋白亚基基因的转移情况，这将会极大的促进对远缘杂交后代的研究工作并且加快品种(系)选育的进程。

发明内容