本发明属于农业分子生物学领域,具体涉及一种与紫花苜蓿地上部干重性状紧密连锁的snp分子标记及其应用。
背景技术:
1、紫花苜蓿(medicago sativa l.)是世界上最重要的多年生豆科牧草之一,其生物量大,营养价值高,具有抗旱、耐盐碱等特点,被誉为“牧草之王”,在牧草产业中占据重要的地位,在优质畜牧业发展和生态治理修复方面有着不可替代的作用。目前,紫花苜蓿品种选育主要依赖杂交、选择等传统育种方法,造成品种研发效率低下,稳定性差,性状突出的优异紫花苜蓿品种较少,严重制约苜蓿产业的发展。因此,深入解析紫花苜蓿重要性状的分子遗传机理,开发具有高效、精准、低成本特点的分子遗传标记用于紫花苜蓿基因型鉴定和相关性状预测,突破紫花苜蓿种质资源评价与品种培育存在的瓶颈问题,提高育种效率,助力紫花苜蓿由常规育种进入分子设计育种。
2、目前对紫花苜蓿种质资源的精准评价鉴定工作开展较少,种质资源鉴定效率低、准确性不高,对其重要性状,特别是产量、营养品质和抗逆性状的挖掘鉴定不够深入,不能有效获得优异苜蓿种质材料。紫花苜蓿的鉴定评价主要依靠育种材料在生长过程中表现出表型后进行调查。这类评价方法存在以下问题:通常取决于对形态特征和生物学特性的视觉识别,判断标准很难精确量化,主观性强;易受环境和栽培条件影响,准确性和稳定性差;耗时长、时效性差;需投入大量人力、物力,成本高。
3、dna分子标记法是当前作物品种选育常用的一种技术方法。dna分子标记是直接反应dna差异(多态性)的一种遗传标记,目前主要为ssr(simple sequence repeat,简单重复序列)和snp(single nucleotide polymorphism,单核苷酸多态性)等。ssr标记具有操作简便,成本低,重复性较好,结果真实可靠等特点。相比ssr标记法,snp标记技术更加简便,且易于自动化,检测通量高,速度快;单位数据点检测成本低;不同检测实验室的数据结果可以相互比较验证,数据具有普适的可比性;是快速、简便、灵敏、准确、稳定、低成本鉴定功能基因的最常用方法。紫花苜蓿在功能基因标记方面的研究工作较少,目前仍缺乏高通量基因型鉴定与分析技术体系和具有重要育种价值的分子标记,基于snp标记选择法用于紫花苜蓿地上部干重性状的选择方法更是鲜见报道。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种与紫花苜蓿地上部干重性状紧密连锁的snp分子标记。
2、本发明还提出用于检测上述snp分子标记的引物组。
3、本发明还提出一种试剂盒。
4、本发明还提出一种基因芯片。
5、本发明还提出上述snp分子标记、引物组、试剂盒和/或基因芯片的应用。
6、本发明还提出一种鉴定或辅助鉴定紫花苜蓿地上部干重的方法。
7、本发明还提出一种紫花苜蓿的育种方法。
8、根据本发明的第一方面,提出了一种与紫花苜蓿地上部干重性状紧密连锁的snp分子标记,所述snp分子标记位于紫花苜蓿参考基因组zm-4alfalfa genome的4号染色体60214922位的碱基处,多态性为c/t。
9、根据本发明第二方面,提出了一种用于扩增上述snp分子标记的引物组。
10、在本发明的一些实施方式中,所述引物组包括如seq id no.4(表2)所示的第一特异性引物、如seq id no.5(表2)所示的第二特异性引物序列。
11、在本发明的一些实施方式中,所述第一特异性引物和所述第二特异性引物分别连接有不同的荧光接头序列。
12、在本发明的一些实施方式中,所述荧光接头序列选自fam、hex。
13、根据本发明的一些实施方式,所述引物组还包括通用引物,所述通用引物的序列如seq id no.6(表2)所示。
14、根据本发明第三方面,提出了一种试剂盒,所述试剂盒包括上述引物组。
15、根据本发明第四方面,提出了一种基因芯片,所述基因芯片包括上述引物组。
16、根据本发明的第五方面,提出了上述snp分子标记、引物组、试剂盒或基因芯片在以下任一项中的应用:
17、(1)检测紫花苜蓿地上部干重;
18、(2)鉴定及筛选不同地上部干重的紫花苜蓿种质;
19、(3)选育单株地上部干重≥150g的紫花苜蓿;
20、(4)紫花苜蓿分子标记辅助育种;
21、(5)紫花苜蓿育种;
22、(6)制备紫花苜蓿育种的产品。
23、在本发明的一些实施方式中,所述不同地上部干重的紫花苜蓿种质包括单株干重≥150g的紫花苜蓿种质和/或单株干重<150g的紫花苜蓿种质。
24、根据本发明的第六方面,提出了一种鉴定或辅助鉴定紫花苜蓿地上部干重的方法,所述方法包括以下步骤:
25、s1、从紫花苜蓿材料中提取基因组dna;
26、s2、对步骤s1中提取的基因组dna进行所述snp分子标记的多态性检测,根据基因型判断所述紫花苜蓿材料的地上部干重。
27、在本发明的一些实施方式中,若所述snp分子标记检测得到的基因型为cc时,则所述紫花苜蓿材料的单株干重≥150g;若所述snp分子标记检测得到的基因型为tt时,则所述紫花苜蓿材料的单株干重<150g;若所述snp分子标记检测得到的基因型为tc时,则所述紫花苜蓿材料的单株干重≥150g。
28、在本发明的一些实施方式中,步骤s1中,紫花苜蓿材料中提取基因组dna采用简化ctab法(十六烷基三甲基溴化铵法)。
29、在本发明的一些实施方式中,步骤s2中,用kasp(竞争性等位基因特异性pcr)技术对snp分子标记进行检测。
30、在本发明的一些实施方式中,所述用kasp技术对snp分子标记进行检测的kasp反应混合液的组成如下:
31、
32、
33、在本发明的一些实施方式中,所述用kasp技术对snp分子标记进行检测的扩增程序为:94℃15min;94℃20s,65℃-57℃60s,10个循环;94℃20s,57℃60s,33个循环。
34、根据本发明的第七方面,提出了一种紫花苜蓿育种方法,包括如下步骤:利用上述方法,选择单株地上部干重≥150g的紫花苜蓿种质进行后续育种。
35、根据本发明的一些实施方式,至少具有以下有益效果:本发明提供了一种与紫花苜蓿地上部干重性状紧密连锁的snp分子标记,标记为共显性标记,pic值高于>0.3,样本数据检出率>98%,具有高特异性、高灵敏度、高分辨力和高分型质量的特点;标记不受环境条件影响,能够使用种子或不同类型的植物组织进行检测,结果准确、重复性和稳定性好;不同检测实验室和不同的数据结果可以相互比较验证,数据具有普适的可比性,可以根据基因型实现快速、高通量、低成本地检测紫花苜蓿干重突变型,判定单株地上部干重,用于紫花苜蓿高产株型改良的标记辅助育种,具有广泛的应用普适性。
36、本发明检测方法结合kasp检测技术,可用于紫花苜蓿地上部干重突变型的检测,检测方法简单、快捷,检测成本低,适用于不同的检测仪器设备。
37、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
1.一种与紫花苜蓿地上部干重性状紧密连锁的snp分子标记,其特征在于,所述snp分子标记位于紫花苜蓿参考基因组zm-4alfalfa genome的4号染色体60214922位的碱基处,多态性为c/t。
2.用于扩增如权利要求1所述的snp分子标记的引物组。
3.根据权利要求2所述的引物组,其特征在于,所述引物组包括如seq id no.4所示的第一特异性引物序列、如seq id no.5所示的第二特异性引物序列。
4.根据权利要求3所述的引物组,其特征在于,所述第一特异性引物和所述第二特异性引物分别连接有不同的荧光接头序列;优选地,所述荧光接头序列选自fam、hex。
5.根据权利要求2所述的引物组,其特征在于,所述引物组还包括通用引物,所述通用引物的核苷酸序列如seq id no.6所示。
6.一种试剂盒,其特征在于,所述试剂盒包括如权利要求2-5任一项所述的引物组。
7.一种基因芯片,其特征在于,所述基因芯片包括如权利要求2-5任一项所述的引物组。
8.权利要求1所述的snp分子标记、权利要求2-5任一项所述的引物组、权利要求6所述的试剂盒或权利要求7所述的基因芯片在以下任一项中的应用:
9.一种鉴定或辅助鉴定紫花苜蓿地上部干重的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
10.一种紫花苜蓿育种方法,其特征在于,包括如下步骤:利用如权利要求9所述的方法,选择单株地上部干重≥150g的紫花苜蓿材料进行后续育种。