本发明属于分子生物学及作物育种，特别涉及一种与小麦抽穗期和株高完全连锁的sts标记、引物、鉴别方法及其在育种中的应用。
背景技术：
1、小麦是长日照作物，长日照条件下诱导开花。根据生长习性的不同，小麦又可分为春小麦和冬小麦，冬小麦需要经过一段持续的低温诱导后才能正常抽穗开花。因此，通过光周期和春化作用两条途径影响小麦抽穗的相关基因是决定其生长习性的主要遗传调控因子。此外，在春化处理和日照长度都达到理想的条件下，小麦仍表现出抽穗期差异，说明还存在不受环境因素影响调控抽穗的基因，这类基因统称为早熟性基因(bullrich et al.,2002)。随着小麦高质量参考基因组的释放，部分参与调控小麦抽穗期的微效基因通过同源克隆或图位克隆等方式被相继鉴定，丰富了小麦抽穗期的遗传调控网络(fan et al.,2021；liu et al.,2019)。然而，由于小麦抽穗期变异因素的多样性和基因组结构的复杂性，挖掘和利用抽穗期相关基因的优异等位变异和克隆新的基因仍具有十分重要的意义。
2、春化作用指植物必须经过一段时间的持续低温诱导才能由营养生长转换至生殖生长的现象。根据是否需要春化作用，普通小麦可分为冬小麦和春小麦。冬小麦需要经过低温处理因此只能秋季播种，而春小麦由于没有春化需求因此可在秋季或者春季播种。小麦生长习性的多样性主要由春化基因控制。目前小麦中已克隆4个春化基因，分别命名为vrn1，vrn2，vrn3，vrn4(kippes et al.,2015；yan et al.,2006；yan et al.,2004；yan etal.,2003)。vrn1位于小麦5号染色体长臂，编码一个ap1-like类型的mads-box转录因子促进小麦抽穗开花(yan et al.,2003)。vrn2编码一个开花抑制因子，其开花抑制效应在一定程度上可以被春化作用抵消。在二倍体小麦中利用图位克隆鉴定到vrn2位点两个紧密连锁的基因zcct1和zcct2，分别编码一个包含保守锌指结构域和cct结构域的蛋白(yan etal.,2004)。vrn3编码一个与拟南芥成花素基因flowering locus t(ft)具有高度同源性的开花促进因子(yan et al.,2006)。除了调控小麦抽穗期外，研究表明vrn3及其部分旁系同源基因对小麦产量相关性状，包括穗长，每穗小穗数，株高等性状也有一定的影响。图位克隆表明vrn-d4来源于5a染色体长臂一段约290kb的片段插入，该片段包含了vrn-a1基因(kippes et al.,2015)。小麦是长日照作物，当日照长度大于一定时间时诱导其开花。小麦的光周期响应主要由photoperiod 1(ppd1)基因控制，ppd1属于pseudo-responseregulator(prr)基因家族，与大麦中ppd-h1基因同源(beales et al.,2007)。虽然大部分小麦品种需要在长日照条件下才能正常抽穗开花，但也有部分品种不依赖于日照长短生长，这类小麦称为光周期不敏感型。其中不可忽视的一个重要因素是通过引入ppd1半显性突变使长日照小麦在日中性条件下正常生长从而增强对不同种植区域的适应性(bealeset al.,2007)。在同时满足春化需求和光周期条件下，小麦抽穗期也会存在一定差异，这表明还存在一类不依赖于春化途径和光周期途径影响小麦抽穗的基因，这类基因统称为早熟性基因(earliness per se，eps)。狭义上的早熟性基因指独立于春化基因和光周期基因以外第三类调控小麦抽穗的基因，这与拟南芥中的自主开花途径类似(bullrich et al.,2002；cheng et al.,2017)。小麦抽穗期的遗传调控网络复杂，容易受到各种环境因素的影响，开发与小麦抽穗期相关联的分子标记对于小麦育种具有重要的意义，然而现有技术中有关与小麦抽穗期相关联的分子标记的报道较少。
技术实现思路
1、本发明解决现有技术中有关与小麦抽穗期相关联的分子标记的报道较少的问题，提供一种与小麦抽穗期和株高完全连锁的sts标记、引物、鉴别方法及其在育种中的应用，开发与小麦抽穗期相关的新的分子标记用于分子辅助育种。
2、本发明请求保护的技术方案如下：
3、一种与小麦抽穗期和株高完全连锁的sts标记，所述sts标记为小麦7d染色体第68416769碱基处的g碱基插入，在68416769～68416770之间插入g碱基。
4、上述sts标记中，小麦7d染色体68416769-68416773处g碱基插入的突变位点序列为tgggg，对应小麦突变型植株；小麦7d染色体68416769-68416772处野生型位点序列为tggg，对应小麦野生型植株。
5、在本发明的具体实施例中，所述小麦突变型植株表现为早抽穗和株高降低；所述小麦野生型植株表现为晚抽穗和株高增加。
6、优选地，所述小麦的基因组版本为中国春参考基因组1.0版本。
7、本发明提供一种可扩增上述sts标记的引物，所述引物包括上游引物和下游引物，所述上游引物和下游引物的核苷酸序列分别如seq id no:1和seq id no:2。
8、本发明提供一种鉴别小麦抽穗期和株高的试剂盒，包括上述与小麦抽穗期和株高完全连锁的sts标记。
9、优选地，所述试剂盒还包括可扩增所述与小麦抽穗期和株高完全连锁的sts标记的引物；所述可扩增与小麦抽穗期和株高完全连锁的sts标记的引物包括上游引物和下游引物，所述上游引物和下游引物的核苷酸序列分别如seq id no:1和seq id no:2所示。
10、本发明还提供一种鉴别小麦抽穗期和株高的方法，采用上述所述的与小麦抽穗期和株高完全连锁的sts标记对待测小麦材料进行检测，包括：采用可扩增所述与小麦抽穗期完全连锁的sts标记引物对待测小麦材料的dna进行pcr扩增；对pcr扩增dna产物进行一代测序；所述可扩增鉴别小麦抽穗期和株高的sts标记引物的正反向序列分别如seq id no.1和seq id no.2所示；
11、所述一代测序的测序引物的序列如seq id no:3所示；所述一代测序的结果为：突变体的特征序列如seq id no:4所示；野生型特征序列如seq id no:5所示；
12、所述待测小麦材料的dna可提取自小麦的根、茎、叶、花、穗、籽粒。
13、在本发明的具体实施例中，所述pcr反应体系包括：0.5μl/μl 2×high-fidelitymaster mix，正反向引物各10mm，待测小麦材料的dna40ng/μl，其余为双蒸水；所述pcr反应条件为：98℃预变性2min；以98℃变性10s，60℃退火10s，72℃延伸120s为1个循环，共32个循环；72℃再延伸5min。
14、本发明还提供一种小麦分子辅助育种方法，采用上述所述的方法在小麦生长周期的任意阶段筛选出早抽穗或晚抽穗的小麦用于育种。
15、有益效果：
16、本发明提供一种与小麦抽穗期和株高完全连锁的sts标记，所述sts标记在小麦7d染色体第68416769处单碱基插入突变，在68416769～68416770之间插入g碱基，小麦7d染色体第68416769单碱基g插入的突变体为突变型，对应小麦植株早抽穗，株高降低。小麦7d染色体第68416769缺失单碱基g的基因型为野生型，对应小麦植株晚抽穗，株高增加；经验证，所述sts标记与小麦抽穗期和株高完全连锁，通过小麦7d染色体第68416769单碱基g插入可以实现对小麦抽穗期和株高的稳定改良，填补现有技术中有关与小麦抽穗期相关联的分子标记的报道较少的问题。另外，本发明所述野生型和突变体中经功能性sts标记鉴定的位点，可通过回交选择实现小麦的抽穗期和株高改良。
17、本发明还提供一种用于扩增所述sts标记的引物，所述引物能够鉴定或辅助鉴定小麦抽穗期和株高；并能够制备鉴定或辅助鉴定小麦抽穗期和株高的产品；检测或筛选或选育不同抽穗期和株高表型的小麦；制备检测或筛选或选育不同抽穗期和株高的小麦产品；鉴定或辅助鉴定抽穗期和株高基因型。
18、本发明还提供了一种鉴别小麦抽穗期和株高的方法，包括如下步骤：用所述引物对待测小麦基因组dna进行pcr反应，然后用所述引物对pcr产物进行测序，序列如seq idno:4所示的突变型，表现为早抽穗和株高降低；测序如seq id no:5所示的野生型，表现为晚抽穗和株高增加。
19、利用本发明所述的sts标记、野生型和突变体材料，可通过分子标记辅助选择实现对小麦抽穗期和株高的改良。抽穗期和株高对产量相关性状具有重要作用，开发和鉴定与抽穗期和株高性状完全连锁的分子标记，并验证其有效性，具有重要的应用前景。本发明开发的sts标记和相关方法可应用于小麦抽穗期和株高性状的分子改良。
1.一种与小麦抽穗期和株高完全连锁的sts标记，其特征在于，所述sts标记为小麦7d染色体第68416769碱基处的g碱基插入，在68416769～68416770之间插入g碱基。
2.根据权利要求1所述的与小麦抽穗期和株高完全连锁的sts标记，其特征在于，小麦7d染色体68416769-68416773处g碱基插入的突变位点序列为tgggg，对应小麦突变型植株；小麦7d染色体68416769-68416772处野生型位点序列为tggg，对应小麦野生型植株。
3.根据权利要求2所述的与小麦抽穗期和株高完全连锁的sts标记，其特征在于，所述小麦突变型植株表现为早抽穗和株高降低；所述小麦野生型植株表现为晚抽穗和株高增加。
4.根据权利要求3所述的与小麦抽穗期和株高完全连锁的sts标记，其特征在于，所述小麦的基因组版本为中国春参考基因组1.0版本。
5.一种可扩增权利要求1-4任一所述sts标记的引物，其特征在于，所述引物包括上游引物和下游引物，所述上游引物和下游引物的核苷酸序列分别如seq id no:1和seq idno:2。
6.一种鉴别小麦抽穗期和株高的试剂盒，其特征在于，包括权利要求1-4任一所述的与小麦抽穗期和株高完全连锁的sts标记。
7.根据权利要求6所述的鉴别小麦抽穗期和株高的试剂盒，其特征在于，所述试剂盒还包括可扩增所述与小麦抽穗期和株高完全连锁的sts标记的引物；
8.一种鉴别小麦抽穗期和株高的方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一所述的与小麦抽穗期和株高完全连锁的sts标记对待测小麦材料进行检测，包括：采用可扩增所述与小麦抽穗期完全连锁的sts标记引物对待测小麦材料的dna进行pcr扩增；对pcr扩增dna产物进行一代测序；所述可扩增鉴别小麦抽穗期和株高的sts标记引物的正反向序列分别如seqid no.1和seq id no.2所示；
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述pcr反应体系包括：0.5μl/μl2×high-fidelity master mix，正反向引物各10mm，待测小麦材料的dna40ng/μl，其余为双蒸水；所述pcr反应条件为：98℃预变性2min；以98℃变性10s，60℃退火10s，72℃延伸120s为1个循环，共32个循环；72℃再延伸5min。
10.一种小麦分子辅助育种方法，其特征在于，采用权利要求8-9任一所述的方法在小麦生长周期的任意阶段筛选出早抽穗或晚抽穗的小麦用于育种。
