CN102807985A

CN102807985A - 一个簇毛麦6vs染色体特异的分子标记6vs-spb及其用途

Info

Publication number: CN102807985A
Application number: CN2012102947153A
Authority: CN
Inventors: 何华纲; 别同德; 朱姗颖; 洪好; 粱莹; 孙卫红
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2012-12-05

Abstract

本发明公开了一个特异追踪簇毛麦6VS染色体的分子标记6VS-SPB及其用法，它涉及分子生物学和遗传育种科学技术领域。该标记引物是根据小麦第6部分同源群短臂的EST序列BE499423设计，具体序列为6VS-SPBF：5’-TCATGCTTTAGCTGAGTTTGACCAGA-3’，6VS-SPBR：5’-GAACTTCCACAGCTTCTCATTTGAACAT-3’，以标记引物进行PCR时能扩增出一条900bp的特异性DNA条带，能有效追踪簇毛麦6VS染色体及其控制的抗小麦白粉病性状，在小麦抗白粉病分子标记辅助选择育种中具有潜在的应用价值。

Description

一个簇毛麦6VS染色体特异的分子标记6VS-SPB及其用途

技术领域

本发明涉及分子生物学和遗传育种科学技术领域，具体涉及一个特异追踪簇毛麦6VS染色体的分子标记及其用法。

背景技术

小麦是全球三大粮食作物之一，也是我国总产第一的粮食作物，是保障我国粮食安全的重要决定因素之一。小麦在其生育进程中常会受到生物或非生物胁迫的影响。小麦白粉病是一种世界性小麦病害，近年来随着我国农田水利设施改善和水肥条件提高，其危害逐年加重。通过远缘杂交和染色体工程技术手段育成的小麦-簇毛麦T6AL.6VS易位系对目前已发现的白粉病生理小种均表现高抗或免疫，其抗白粉病基因Pm21位于簇毛麦6V染色体短臂上（6VS），是目前对小麦白粉病抗谱最广、抗性最强的基因。近年来T6AL.6VS易位系在小麦抗白粉病新品种选育中得到广泛利用，目前已育成20多个抗白粉病小麦新品种，推广面积超过5000万亩。

T6AL.6VS易位系是在普通小麦遗传背景中由簇毛麦6V染色体短臂（6VS）替换了普通小麦6A染色体的短臂（6AS），从而形成T6AL.6VS易位染色体。由于簇毛麦与普通小麦亲缘关系较远，导致二者不发生染色体重组，T6AL.6VS易位染色体始终以易位的形式出现在后代中。目前，未发现利用T6AL.6VS易位系培育的新品种或新品系中出现染色体易位形式的改变。因此，簇毛麦6VS控制的性状及其载有的DNA序列均以协同传递的方式出现在后代中。

目前，部分研究已公布了部分与6VS上抗白粉病基因Pm21连锁的相关分子标记OPT17₁₄₀₀、OPT17₁₉₀₀ 、SCAR₁₄₀₀、SCAR₁₂₆₅、NAU/XiBao15₉₀₂和NAU/XiBao16₁₅₈₆。但是，总体而言，这些标记在标记辅助选择育种中都存在不稳定的缺点，一个原因是由标记类型决定的，如RAPD标记OPT17₁₄₀₀和OPT17₁₉₀₀；其次是由于PCR反应体系和反应条件要求苛刻，PCR结果可重复性差造成的。这些缺点均不利于标记辅助选择技术在小麦育种实践中的应用。

EST（expressed sequence tag, 表达序列标签）是指从植物不同组织来源的cDNA文库中随机挑选克隆，对其5’和3’端进行测序获得的短cDNA序列。EST-STS（sequence-tagged site, STS）标记是直接依据已经定位于基因组物理图上的EST序列设计引物，对基因组或者cDNA进行扩增，从中寻找与目的基因连锁或具有染色体特异性的EST标记。由于EST-STS标记直接来源于表达基因序列，保守性较高，特别有利于界定物种之间的差异。因此，基于比较基因组学原理，利用普通小麦EST图谱，同样可以开发普通小麦亲缘物种簇毛麦特定染色体的特异性分子标记。

本发明就是基于上述思想指导下，利用比较基因组学原理，根据普通小麦bin-map图谱上第6部分同源群短臂上的EST序列设计以PCR技术为基础的EST-STS标记，筛选簇毛麦6V染色体短臂（6VS）特异性分子标记，用于快速检测和追踪普通小麦遗传背景中T6AL.6VS易位染色体及其控制的抗白粉病性状，为小麦抗白粉病分子标记辅助选择育种提供新型、实用、高效的分子标记。

发明内容

本发明的目的是提供一种特异追踪簇毛麦6VS染色体的分子标记及其用法，它利用比较基因组学原理，根据普通小麦bin-map图谱上第6部分同源群短臂的EST序列，设计以PCR技术为基础的EST-STS标记引物，筛选簇毛麦6VS染色体特异性分子标记，为抗白粉病小麦-簇毛麦T6AL.6VS易位系在小麦抗白粉病新品种培育中的应用提供一种新型、实用、高效的分子标记辅助选择技术。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它是根据普通小麦bin-Map图谱第6部分同源群短臂的EST序列BE499423设计得到的，标记引物扩增出的一段约900bp的DNA条带位于簇毛麦6VS染色体，可以特异地追踪6VS染色体及其控制的抗小麦白粉病性状，标记引物序列为：

6VS-SPBF：5’-TCATGCTTTAGCTGAGTTTGACCAGA-3’ （SEQ ID NO.1），

6VS-SPBR：5’-GAACTTCCACAGCTTCTCATTTGAACAT-3’ （SEQ ID NO.2）。

本发明还公开了所述的簇毛麦6VS染色体特异的分子标记6VS-SPB在追踪小麦-簇毛麦T6AL.6VS易位染色体中的用途。

用所述的簇毛麦6VS染色体特异的分子标记6VS-SPB追踪小麦-簇毛麦T6AL.6VS易位染色的方法，是用该分子标记引物对待测材料进行PCR扩增，扩增出900bp条带的材料，为含有小麦-簇毛麦T6AL.6VS易位染色体的材料。

本发明所述分子标记的具体用法为：

（1）PCR反应体系：10mL反应体系中含约10~20ng模板DNA，1×PCR buffer，1.5mmol L^-1 MgCl₂，200mmol L^-1 dNTP，两条引物终浓度各为0.2mmol L^-1，0.5U Taq DNA聚合酶，用无菌蒸馏水补充反应体系至10mL；

（2）PCR反应程序：94℃预变性3分钟；94℃变性20秒，60℃退火30秒，72℃延伸60秒，32个循环；72℃延伸5分钟；4℃保存；

（3）PCR产物检测：PCR扩增产物经6%非变性聚丙烯酰胺凝胶上电泳分离，用银染法染色。

本发明在利用T6AL.6VS易位系为亲本进行抗白粉病性状的追踪时，凡是扩增出900bp条带的材料，都含有小麦-簇毛麦T6AL.6VS易位染色体，并对白粉病表现高抗；凡是不能扩增出900bp条带的材料，都不具有T6AL.6VS易位染色体，相应丢失由6VS染色体控制的白粉病抗性。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明的分子标记6VS-SPB在鉴定簇毛麦6VS染色体时特异性强：已开发的分子标记OPT17₁₄₀₀和OPT17₁₉₀₀都非6VS特异性标记，只有在亲本间存在与6VS的多态性时，才可以利用，而使用6VS-SPB时，无论涉及何种亲本，只要出现900bp条带，就可以确定材料中含有6VS染色体。

2、本发明的6VS染色体特异性EST-STS标记相较SCAR标记更易于识别PCR扩增失败导致的“假阴性”：本发明的标记为共显性标记，在普通小麦遗传背景中，无论是否具有T6AL.6VS易位染色体，都可以扩增出两条大于1000bp的背景条带，可用于判断PCR扩增是否成功，排除“假阴性”。

附图说明

图1：分子标记6VS-SPB 的PCR扩增结果。M：DNA marker DL2000；1：簇毛麦；2：普通小麦；3：小麦-簇毛麦易位系T6AL.6VS。箭头所示为900bp的特异性条带。

具体实施方式

本发明具体实施方式采用以下技术方案：根据小麦bin-Map图谱第6部分同源群的EST序列BE499423设计一对标记引物，利用PCR技术扩增出的一段900bp的DNA条带，该条带可位于簇毛麦6VS染色体，能特异地追踪6VS染色体及其控制的抗小麦白粉病性状。

实施例：

1、引物的设计与合成

根据美国农部网站http://wheat.pw.usda.gov的信息，搜索定位于普通小麦第6部分同源群的EST序列，利用Primer Premier 5.0软件进行引物设计，引物由上海捷瑞生物工程有限公司合成。

2、簇毛麦6VS染色体特异性EST-STS标记的筛选

（1）PCR扩增：以簇毛麦、普通小麦、小麦-簇毛麦易位系T6AL.6VS为材料（均为公知公用种质材料，由南京农业大学细胞遗传研究所提供），提取基因组DNA后进行PCR扩增，10mL PCR反应体系中含约10~20ng模板DNA，1×PCR buffer，1.5mmol L-1 MgCl2，200mmol L-1 dNTP，两条引物终浓度各为0.2mmol L-1，0.5U Taq DNA聚合酶，用无菌蒸馏水补充反应体系至10mL；PCR反应程序为：94℃预变性3分钟；94℃变性20秒，60℃退火30秒，72℃延伸60秒，32个循环；72℃延伸5分钟；4℃保存。

（2）PCR产物的检测：PCR扩增产物在6%非变性聚丙烯酰胺凝胶（29:1）上进行电泳分离，采用银染法染色。

（3）PCR结果分析：本发明筛选到一个簇毛麦6VS染色体特异的分子标记6VS-SPB，标记引物是根据定位于小麦第6部分同源群短臂的EST序列BE499423设计，具体序列为：

6VS-SPBF：5’-TCATGCTTTAGCTGAGTTTGACCAGA-3’ （SEQ ID NO.1），

6VS-SPBR：5’-GAACTTCCACAGCTTCTCATTTGAACAT-3’ （SEQ ID NO.2）。

以该标记引物进行PCR扩增，能在普通小麦中扩增到两条大于1000bp的DNA条带，在簇毛麦中扩增到一条约为900bp的DNA条带，而在小麦-簇毛麦易位系T6AL.6VS中，既能扩增到两条大于1000bp条带，也能扩增到一条约900bp条带（见图1），表明900bp条带可定位于簇毛麦6VS染色体，因此，分子标记6VS-SPB能在小麦背景中特异性追踪簇毛麦6VS染色体。

SEQUENCE LISTING

<110> 江苏大学

<120> 一个簇毛麦6VS染色体特异的分子标记6VS-SPB及其用途

<130>

<160> 2

<170> PatentIn version 3.3

<210> 1

<211> 26

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 1

tcatgcttta gctgagtttg accaga 26

<210> 2

<211> 28

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 2

gaacttccac agcttctcat ttgaacat 28

Claims

1.一个簇毛麦6VS染色体特异的分子标记6VS-SPB，其特征在于：该分子标记引物序列为：

6VS-SPBF：5’-TCATGCTTTAGCTGAGTTTGACCAGA-3’，

6VS-SPBR：5’-GAACTTCCACAGCTTCTCATTTGAACAT-3’。

2.权利要求1所述的簇毛麦6VS染色体特异的分子标记6VS-SPB在追踪小麦-簇毛麦T6AL.6VS易位染色体中的用途。

3.一种用权利要求1所述的簇毛麦6VS染色体特异的分子标记6VS-SPB追踪小麦-簇毛麦T6AL.6VS易位染色的方法，是用该分子标记引物对待测材料进行PCR扩增，扩增出900bp条带的材料，为含有小麦-簇毛麦T6AL.6VS易位染色体的材料。