本发明属于大豆分子育种,具体为一种与大豆耐密高产株型性状相关的snp位点、caps分子标记及其引物组和应用。
背景技术:
1、大豆作为重要的豆科作物之一,是优质蛋白质和植物油的重要来源。大豆株型通常是指植物地上部分组织的三维立体结构,是株高、叶型、叶柄长短及夹角、结荚习性以及个体在作物群体中的排列方式和空间结构的综合体现。大豆株型对生长和产量至关重要,高产大豆理想株型具有主茎发达,主茎节数多,荚多,茎杆强,小叶,植株上下部位叶存在差异,植株下部叶较大,上部叶较小的特点。其中叶柄是连接茎和叶片的器官,在决定叶片角度、植株冠层结构和光合产物的运输和贮藏等方面具有重要作用。叶柄长短是大豆理想株型的重要因素之一,影响大豆冠层结构、光合作用效率,从而影响产量。短叶柄明显提高大豆叶片对光能的截获效率进而提高光合作用,合理密植提高单位面积积累的有机物,最终使产量得到提升。
2、叶柄的长度与表皮细胞和维管束的分裂和伸长有关,当分化发生异常时,植株就会呈现短叶柄的特征。许多研究表明,短叶柄的形成与近端-远端轴的变化有关,前人研究发现,复合物as1-as2(不对称叶)通过直接抑制拟南芥中knox同源盒蛋白(knotted1-likehomebox,knox)基因的表达来调节近端——远端叶的长度。植物激素的转运和信号转导也通过调节关键基因和转导蛋白的表达在叶片和叶柄发育中发挥重要作用。iaa可以通过抑制knox基因的表达和调节细胞分裂素信号通路来启动和维持侧器官的启动。
3、叶柄的基因位点研究始于1983年,kilen发现一个短叶柄大豆株系d76-1609,与长叶柄lee68杂交,遗传分析表明短叶柄是由单基因隐性核基因控制,命名为lps。前人从圆叶长花序材料nj90l-1中的后代中鉴定一个短叶柄突变体nj90l-lsp,遗传分析发现其受到2对隐性核基因控制,分别命名为lps1,lps2。短叶柄基因lps3被定位在13号染色体的sat-234和sat-033标记之间。由于大豆叶柄长度的相关基因的发掘很少,因此鉴定新的叶柄特异性状基因对大豆密植具有重要的理论与实践意义。
技术实现思路
1、鉴于此,本发明的目的在于提供一种与大豆耐密高产株型性状相关的snp位点、caps分子标记及其引物组和应用,本发明从ems诱变群体内鉴定到一个耐密高产突变体cp1,该突变体为glyma.19g185600基因atg后517位碱基发生由c到a的非同义突变,本发明基于此开发了caps分子标记。本发明的caps分子标记能够鉴定野生型和突变体基因型,有助于改良大豆株型和耐密育种。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
3、本发明提供了一种snp位点在鉴定大豆耐密高产株型中的应用,所述snp位点位于大豆基因glyma.19g185600atg后517位碱基,且多态性为c/a;所述大豆基因glyma.19g185600的核苷酸序列如seq id no:1所示。
4、本发明提供了一种与大豆耐密高产株型性状相关的caps分子标记,所述caps分子标记包括上述snp位点及其上下游组成的核苷酸序列;所述caps分子标记的核苷酸序列如seq id no:2所示。
5、本发明提供了一种用于检测所述caps分子标记的引物组,所述引物组包括正向引物和反向引物;所述正向引物的核苷酸序列如seq id no:3所示,所述反向引物的核苷酸序列如seq id no:4所示。
6、本发明提供了一种用于检测所述caps分子标记的试剂盒,所述试剂盒包括所述的引物组。
7、本发明提供了一种鉴定大豆耐密高产株型的方法,包括如下步骤:(1)以待鉴定大豆植株的基因组dna为模板,利用所述的引物组进行pcr扩增,获得扩增产物;(2)对扩增产物酶切后,检测酶切产物的多态性;(3)当所述酶切产物仅含一条主带时,待鉴定大豆为纯合耐密高产株型;当所述酶切产物含有三条带时,待鉴定大豆为杂合耐密高产株型;当所述酶切产物含有两条带时,待鉴定大豆为野生型。
8、优选地,所述大豆耐密高产株型为植株上部叶柄长度较短,下部叶柄长度较长的株型。
9、优选地,所述酶切为采用限制性内切酶alui进行酶切。
10、本发明还提供了一种所述的caps分子标记或所述的引物组或所述的试剂盒在鉴定大豆耐密高产株型中的应用。
11、优选地,所述大豆耐密高产株型的栽培行距小于40cm。
12、本发明还提供了一种所述的caps分子标记或所述的引物组或所述的试剂盒在大豆耐密株型育种中的应用。
13、本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:
14、(1)本发明从大豆突变库鉴定到一种叶柄长度空间构型发生明显改变,植株表现为上部短叶柄,下部长叶柄。因其显荚程度高,代号为cp1(conspicuouspods 1),通过精细定位发现该突变体为glyma.19g185600基因上发生的由c到a的非同义突变引起,由此开发了caps分子标记。本发明的caps分子标记能够鉴定野生型和突变体基因型,有助于改良大豆株型和耐密育种。
15、(2)本发明利用cp1突变体与常规品种wh506在行距30cm,株距10cm高密度的产量表现,cp1具有显著的单株产量优势。进一步利用cp1与国审大豆品种中豆63(简称zd63)有性杂交,获得近等基因系,相较于nilzd63其nilcp1行距30cm,株距10cm高密度的产量表现较优。本发明对cp1的利用有助于改良大豆株型和耐密育种,具有重要的育种应用潜力。
1.snp位点在鉴定大豆耐密高产株型中的应用,其特征在于,所述snp位点位于大豆基因glyma.19g185600atg后517位碱基,且多态性为c/a;所述大豆基因glyma.19g185600的核苷酸序列如seq id no:1所示。
2.一种与大豆耐密高产株型性状相关的caps分子标记,其特征在于,所述caps分子标记包括权利要求1所述snp位点及其上下游组成的核苷酸序列;所述caps分子标记的核苷酸序列如seq id no:2所示。
3.一种用于检测权利要求2所述caps分子标记的引物组,其特征在于,所述引物组包括正向引物和反向引物;所述正向引物的核苷酸序列如seq id no:3所示,所述反向引物的核苷酸序列如seq id no:4所示。
4.一种用于检测权利要求2所述caps分子标记的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒包括权利要求3所述的引物组。
5.一种鉴定大豆耐密高产株型的方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)以待鉴定大豆植株的基因组dna为模板,利用权利要求3所述的引物组进行pcr扩增,获得扩增产物;(2)对扩增产物酶切后,检测酶切产物的多态性;(3)当所述酶切产物仅含一条主带时,待鉴定大豆为纯合耐密高产株型;当所述酶切产物含有三条带时,待鉴定大豆为杂合耐密高产株型;当所述酶切产物含有两条带时,待鉴定大豆为野生型。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述大豆耐密高产株型为植株上部叶柄长度较短,下部叶柄长度较长的株型。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述酶切为采用限制性内切酶alui进行酶切。
8.权利要求2所述的caps分子标记或权利要求3所述的引物组或权利要求4所述的试剂盒在鉴定大豆耐密高产株型中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述大豆耐密高产株型的栽培行距小于40cm。
10.权利要求2所述的caps分子标记或权利要求3所述的引物组或权利要求4所述的试剂盒在大豆耐密株型育种中的应用。
