[发明专利]水稻1K SNP-Panel的开发方法与育种应用

说明书

本发明涉及一种应用于分子育种领域的基因检测技术，具体涉及水稻1K SNP‑Panel的开发方法与育种应用。所述基因检测技术包含1253个均匀覆盖水稻全基因组的SNP标记，且最高可达到同时进行10000个样品的检测，且针对每一个SNP标记有一对相对应的特殊的引物，所述引物通过多重PCR和高通量测序技术进行高通量检测获得DNA序列数据，并通过自主开发的专门软件“GKPanel”，自动化完成指定的数据分析，给出相应的基因型数据。利用该技术可实现分子育种领域的基因检测及分析需求，检测覆盖度广，分析速度快，检测成本低，大幅度提高我国水稻育种效率，缩短育种周期，促进农业发展。

技术领域

本发明涉及一种应用于分子育种领域的基因检测技术，具体涉及水稻1K SNP-Panel的开发方法与育种应用。

背景技术

“主要经济作物分子设计育种”项目是国家重点研发计划“七大农作物育种”重点专项第一批启动项目；分子设计育种技术将实现对农艺性状的精确改良，显示出比其他育种手段更为突出的优越性，是今后作物育种技术发展的方向。水稻SNP-Panel是高效育种技术体系，能够实现水稻分子设计育种的流程化、信息化，大幅度提高我国水稻育种效率，缩短育种周期，促进农业发展；通过水稻SNP-Panel的技术开发积累，相关技术还可以应用于其他粮食作物、蔬菜、水果、花卉、家畜、鱼类等的分子设计育种；满足不同物种的分子育种需求，加快优质品种的开发时间，满足人民对生活物质“量”和“质”的需求。

目前分子标记辅助育种的技术有SSR/InDel、KASP和基因芯片，SSR/InDel和KASP可用的标记少，单价高，不适合全基因组范围的分子标记辅助育种；基因芯片价格高且核心技术为国外所有，不能大规模应用且不能满足个性化的需求，同时存在技术壁垒，鉴于当前的国际形势，不利于国内育种的安全。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提供了一种低价且能满足个性化需求的全基因组水平的分子标记育种技术。

本发明一方面包括水稻1K SNP-Panel的开发方法，基于全基因组重测序技术获得特定SNP标记，设计扩增引物并选出检测特定SNP标记的特异性引物，通过多重PCR、二代测序和生物信息学分析软件“GKPanel”获得所有个体基因型。

该特定SNP标记为本发明所特指的1253个SNP(具体分布见附图)，其均匀覆盖水稻全基因组。

该扩增引物为特定SNP标记的扩增引物，每一个SNP标记均有一对相对应的特异性引物，以期高程度解读水稻基因组。

该1K SNP-Panel可实现10000个样品的同时检测，每个样品一次可检测1000个和1000个以上均匀覆盖水稻全基因组的SNP标记，该SNP标记的数量优选地为1253个。

该生物信息学分析软件“GKPanel”为自主开发的专门软件。

本发明另一方面提供了1K SNP-Panel在分子育种中的应用。

本发明所述水稻1K SNP-Panel开发与育种应用的方法主要包括以下几个步骤：

(1)提取水稻基因组DNA，包括提取干种子、幼嫩茎段、叶片、幼穗老叶、发芽幼苗中的DNA；

(2)设计目标位点扩增引物，包括从全基因组重测序技术鉴定得到的大量SNP标记中选择本发明所特指的1253个SNP，使用Primer3软件设计扩增引物并使用ePCR软件检测引物，最后挑选出特异性检测每个SNP标记的引物对；

(3)多重PCR扩增和文库构建，包括将1253个SNP标记进行组合，构成一个基因Panel，使用特异性引物扩增目标SNP标记，添加测序接头并完成二代测序文库的构建；

(4)质控与定量，包括采用实时荧光定量PCR和Agilent 2100对构建好的文库进行质控和定量，为上机测序做准备；