[发明专利]与燕麦产量相关的分子标记及其应用

说明书

本发明涉及分子遗传学技术领域，具体涉及与燕麦产量相关的分子标记及其应用。本发明提供的与燕麦产量相关的分子标记，其含有如SEQ ID NO.1所示序列第274位的多态性为A/G的核苷酸序列。所述分子标记的多态性位点为A时，对应于燕麦籽粒重量大；所述分子标记的多态性位点为G时，对应于燕麦籽粒重量小。本发明的分子标记可用于筛选高千粒重燕麦，在高产燕麦分子辅助育种中发挥重要作用。

技术领域

本发明涉及分子遗传学技术领域，具体涉及与燕麦产量相关的分子标记及其应用。

背景技术

燕麦营养丰富，与小麦、水稻、玉米等作物相比，燕麦的蛋白质、不饱和脂肪酸、维生素、矿物质元素等营养指标均位居前列，因而燕麦是谷物中最好的全价营养食品之一。燕麦又是公认的保健食品。近年来随着人民生活水平的提高和燕麦营养保健功效知识的宣传，如今燕麦不仅是产地居民的消费口粮，更是人们均衡营养、实行科学饮食的功能食品，对燕麦产品的需求日益增加。但由于燕麦育种水平落后，燕麦产量低，平均亩产只有300～400斤，限制了燕麦产业发展。燕麦产量是由单位面积穗数、穗粒数和千粒重3个因素共同决定的，其中千粒重是重要的籽粒性状，受籽粒粒型的影响。在其它作物中的研究表明，在构成作物产量的三要素中，千粒重的遗传比较稳定，例如在水稻中其变异系数为40％～60％，增加千粒重可提高水稻产量30％以上，是提高产量的有效途径(王军,杨杰,徐祥,朱金燕,范方军,李文奇,王芳权,仲维功.水稻千粒重基因TGW6功能标记的开发与利用.中国水稻科学,2014,28(5):473-478)。

GW2基因是Song等在水稻中克隆到的一个控制粒宽和粒重的主效基因，编码一个新类型的RING型E3泛素连接酶，通过将其底物锚定到蛋白酶体进行降解，从而负调节细胞的分裂(Song XJ,Huang W,Shi M,Zhu MZ,Lin HX.A QTL for rice grain width andweight encodes a previously unknown RING-type E3 ubiquitin ligase.Nat Genet,2007,39:623–630)。序列分析发现GW2大粒水稻中氨基酸残基的缺失使GW2无法结合底物，无法控制泛素介导的蛋白质降解，进而导致颖花外壳细胞分裂和细胞数目增加，从而正调控颖花外壳的宽度，增加了粒重。而对小麦中GW2基因的研究表明，小麦中存在一个OsGW2的同源基因TaGW2，不同籽粒大小的品种并不存在序列上的差异，然而对于启动子区域的研究表明启动子区域两个单核苷酸多态性会导致小麦粒宽和粒重的变化(Su ZQ,Hao CY,WangLF,Dong YC,Zhang XY.Identification and development of a functional marker ofTaGW2associated with grain weight in bread wheat(Triticum aestivum L.).TheorAppl Genet,2011,122:211–223)。这些研究表明GW2基因可显著增加谷粒的宽度，加快籽粒灌浆速度，增加粒重以及产量。

关联分析是一种基于连锁不平衡现象将标记与目标性状表型联系起来的分析方法。关联分析主要包括两种策略：即基于全基因组扫描和基于候选基因的关联分析。在基于全基因组扫描的关联分析中，需要用分布于全基因组的高通量标记对某物种大群体的所有基因进行同时检测。在实际应用中，由于受不同染色体上标记数量差异及基因型鉴定成本和繁重统计分析工作量等因素的限制，很难在植物中做到真正意义上的利用大群体进行高通量标记检测分析。而从生化角度来看，生物中某一性状的表达无外乎就是各种蛋白参与下的各种酶促反应共同作用结果，所以编码相关蛋白的基因差异所导致的蛋白活性变化也会引起性状变化。因而通过检测候选基因在相关群体中的变异来发掘与表型变异密切相关的功能等位变异是切实可行的。

但相关标记的发掘有赖于基因的克隆、材料的正确选择、相关技术经验等，而且即便是克隆出相关基因也并非保证能够发掘出有用的标记，因此此类研究不仅具有技术要求、材料要求还具有很强的不可预期性。

发明内容