[发明专利]小麦分子标记5668及其在籽粒硬度改良中的应用

说明书

本发明公开了一个与小麦籽粒硬度性状相关的分子标记5668，以及一组与该分子标记相关的KASP引物组及其应用，所述KASP引物组包括：核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的上游引物1，核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示的上游引物2，核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示的下游引物3，其中引物3为共用引物；以该KASP引物组为引物，以待测小麦基因组为模板进行PCR扩增，当小麦两条染色体对应位点碱基均为C时，小麦籽粒属于高硬度籽粒表型的CC基因型小麦品种，当小麦两条染色体对应位点碱基均为T时，小麦籽粒属于低硬度籽粒表型的TT基因型小麦品种。

技术领域

本发明属于小麦籽粒硬度分子标记技术领域，涉及小麦分子标记5668及其在籽粒硬度改良中的应用。

背景技术

小麦是我国第二大口粮作物，北方人的主食，约占我国口粮消费的40％，也是白酒酿造工业的重要原料。随着我国经济的快速发展，市场对优质专用小麦需求日益旺盛。籽粒硬度是影响小麦食品加工和白酒酿造品质的重要因素。在制粉过程，籽粒硬度不仅影响润麦加水量、磨粉能耗、出粉率，而且是决定面粉颗粒大小、破损淀粉数量等的关键因子。优质强筋小麦籽粒硬度高，优质弱筋小麦籽粒硬度低。在白酒酿造制曲过程中，硬质小麦制粉时面粉较粗，曲坯不易成型，不适宜制曲；软质小麦制粉时淀粉粒破损小，面粉细腻，曲坯易成型，适宜制曲。研究发现，在加入等量的水时，硬麦制成的曲含水量较低，在发酵中后期温度低，水分不易蒸发，造成成品曲水分偏高，导致曲心霉变，白曲偏多。软麦制成曲所含微生物较硬麦高，有利于大曲的发酵生香。制曲实践经验表明，当小麦籽粒硬度小于60，粉碎后细粉少、块皮多，生产出的曲块质量高。

小麦籽粒硬度为数量性状，受多基因控制。位于小麦5Ds上的两个连锁基因Pina和Pinb是控制小麦籽粒硬度的主效基因。通过过表达、RNAi、基因编辑Pina或Pinb，均能改变籽粒硬度。Beecher等人将中国春野生型Pinb-D1a转入硬麦中，受体的SKCS硬度值由70降为25，其破损淀粉也由原来的3.71％降低为1.69％。尽管如此，在Pina和Pinb均为野生型的材料中，籽粒硬度也存在较大的变异。因此，挖掘新的小麦籽粒硬度控制基因，并开发相应的分子标记，用于小麦硬度的精准设计，对优质小麦和酿酒专用小麦品种的选育均具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明通过对我国不同小麦品种的小麦籽粒硬度测定和统计，结合小麦全基因组关联分析(GWAS)鉴定结果，筛选鉴定到一个影响小麦籽粒硬度的显著位点5668，并结合KASP技术原理，进一步开发了鉴定该位点的特异性引物组合在小麦籽粒硬度性状筛选中的应用。

本发明第一方面提供了一种检测小麦籽粒硬度的物质，所述物质为用于检测小麦基因组中染色体1B上SEQ ID No.4所示的分子标记5668的第36位脱氧核糖核苷酸是CC、TT或CT的成套引物或含有所述成套引物的检测试剂或试剂盒。

CGATCAGCAACCTCCCCGATGGCGCTGACTCTGTGRGGCCTTTTTCCCGGTGATGCACCCTGGTGACGGGG(SEQ ID No.4)，其中第36位R代表[C/T]。

在某些实施例中，所述成套引物中含有两条上游引物和一条下游引物；所述上游引物根据所述小麦基因组中染色体1B上SEQ ID No.4所示的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸及其上游序列进行设计，且一条所述上游引物的3’末端脱氧核糖核苷酸为T，另一条所述上游引物的3’末端脱氧核糖核苷酸为C；所述下游引物根据所述小麦基因组中染色体1B上SEQ ID No.4所示的基因片段的第36位脱氧核糖核苷酸的下游序列进行设计。

在某些实施例中，所述成套引物为由SEQ ID No.1的第22-42位所示的单链DNA分子或其衍生物、SEQ ID No.2的第22-42位所示的单链DNA分子或其衍生物和SEQ ID No.3所示的单链DNA分子组成的成套引物。