[发明专利]一种与小麦株高性状主效QTL紧密连锁的分子标记及其应用

说明书

本发明公开了一种与小麦株高性状主效QTL紧密连锁的分子标记及其应用。本发明提供了检测待测小麦株高的引物对，为用于扩增靶片段的引物对；所述靶片段为含有由引物1和引物2扩增得到的片段的片段；所述引物1为序列1所示的单链DNA分子；所述引物2为序列2所示的单链DNA分子。实验证明，利用引物对SSR‑2433对小麦分离群体进行辅助选择。结果表明，基因型与高秆亲本京411一致的单株显著高于基因型与矮秆亲本一致的单株，这表明引物对SSR‑2433用于小麦矮秆育种的分子标记辅助选择是切实有效的。

技术领域

本发明属于分子生物学级遗传育种技术领域，尤其涉及一种与小麦株高性状主效QTL紧密连锁的分子标记及其应用。

背景技术

小麦是我国第三大粮食作物。随着人口不断增加和耕地面积的减少，进一步提高我国小麦单产对于对保障国家粮食安全具有重要的现实意义。发现和利用产量相关的关键基因，对挖掘小麦产量遗传潜力，提高小麦单产起着重要作用。例如，“绿色革命”中半矮秆品种的培育使小麦等作物产量得到了大幅度提高。小麦矮秆基因Rht1的克隆及功能研究说明，一个或少数基因就有可能导致一次产量育种的重大突破。最新研究表明，Rht1基因在降低株高的同时，也导致粒重显著降低。因此，要打破现有高产品种的单产水平，需要利用新的矮秆基因，相关基因的定位和克隆也是小麦株高性状改良的重要基础。

矮杆基因的发现和利用最早始于19世纪日本的地方品种赤小麦(Akagomugi)和达摩(DarμMa)。1916年，育种家Strampelli利用赤小麦参加杂交在意大利育成矮杆小麦品种矮粒多(赵洪璋等，1991)。1935年，日本从达摩矮源的杂交后代中育成了著名的农林10号。之后，美国于20世纪40年代引进农林10号育成了高产品种Gaines和Nugains；20世纪70年代，英国J.A.Report利用农林10号的衍生系育成了最早的高产品种Maris Fundin和Hobbit。1962年，世界玉米小麦改良中心利用农林10号育成了丰产性强、适应性广、株高65cm-85cm、叶片直立的墨西哥小麦Pitic62、Penjamo62等第一批矮杆春小麦，在中美、中东、南亚、南美、北非等地广为种植。1964年利用智利小麦沃格尔系的衍生后代，1974年育成了半矮秆冬小麦品种Fundin，随后又育成Hobbit、Norman、Avelon等半矮秆高产品种，推广面积达4000万hm²以上。

国内外学者已经利用不同的遗传背景及不同环境条件对株高QTL进行了定位分析研究。Ellis等(2005)定位了许多能降低株高但不影响早期生长的基因。Keller等(1999)利用普通小麦Forno和斯卑尔脱小麦Oberkulmer的重组自交系群体，在三个环境中检测到分布于9条染色体上的11个QTLs，单个QTL可解释表型变异的7.9％-31.4％，全部QTLs可解释72.6％的表型变异。刘冬成等(2003)利用ND3338×F390的F_2:3家系在4个环境条件下定位了7个与小麦株高相关的QTL，单个QTL可解释表型变异的5.2％-37.2％，所有的QTL可解释表型变异的64.8％-75.0％。Wang等(2009)利用Heshangmai×Yu8679的RIL群体检测到6个株高QTL，分别位于1D、2D、3D和4D染色体上，单个QTL可解释表型变异的5.83％-25.24％。

我国在小麦的育种中也利用了小麦的矮杆基因，但是矮杆基因来源比较单一。杨松杰等(2006)对中国主要麦区的239份品种的矮杆基因频率分析结果表明，中国小麦品种或品系携带的Rht-B1b矮秆基因来自St2422/464和农林10号，Rht-D1b矮秆基因来自农林10号、水源86、辉县红和蚰包麦。我国生产上利用的矮源研究较多的是Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8，不同麦区3个矮秆基因的分布频率大小不同(张晓科等，2007)。