一种用于鉴别柱花草茎粗蛋白含量性状的SNP分子标记的应用

本发明涉及植物分子标记辅助育种和分子生物学，尤其涉及一种用于鉴别柱花草茎粗蛋白含量性状的snp分子标记的应用。

背景技术：

1、酸性土壤中的铝离子毒害与有效磷亏缺是限制作物生长与产量形成的核心限制因子，在强酸性土壤（ph＜4.5）环境下抑制作用更为显著。多数作物在强酸性低磷环境中生长受抑、氮素利用效率下降，整株蛋白积累不足、产量偏低，这类边际土地的生产潜力难以得到有效释放。因此，筛选培育耐酸耐低磷、氮素吸收与器官间蛋白分配能力优异的植物材料，对提升酸性土壤利用效率、挖掘边际土地生产潜力具有重要现实意义。

2、圭亚那笔花豆（

stylosanthes guianensis），俗名柱花草，是热带亚热带地区广泛应用的豆科多年生牧草与绿肥作物，耐酸、耐铝、耐低磷特性突出，可在酸性贫瘠土壤中正常生长栽培。该作物除直接饲用价值外，在退化土壤修复、农田土壤培肥、坡地水土保持等生态应用场景中也发挥重要作用。柱花草丰富的耐逆与品质性状遗传资源，可为酸性低磷土壤专用品种选育提供核心材料支撑，其中茎秆营养品质相关遗传位点的挖掘，对柱花草专用型种质改良具有重要价值。

3、植物茎秆是承担养分运输、贮藏与机械支撑功能的核心器官，茎粗蛋白含量是反映植株氮素分配、转运与贮藏能力的关键指标，也是评价柱花草饲用品质、绿肥腐解特性及酸性低磷土壤适应性的重要性状。柱花草刈割利用时，茎秆占整株生物量的40%~60%，茎粗蛋白含量直接决定整株饲草的综合营养水平，且茎秆蛋白与纤维的配比直接影响反刍动物的采食适口性与养分消化率；作为绿肥还田时，不同粗蛋白浓度的茎秆腐解速率与氮素释放周期差异显著，高蛋白茎秆腐解快、供氮迅速，适合作物生长期快速补氮，低蛋白高纤维茎秆腐解慢、肥效持久，适合土壤长效培肥。此外，酸性低磷胁迫下，茎秆的氮素贮藏能力是植株应对养分亏缺的重要调控机制，直接影响胁迫解除后的恢复生长效率。因此，茎粗蛋白含量已成为柱花草饲用与生态专用型品种选育的重要目标性状之一。

4、传统的茎粗蛋白含量鉴定需在特定土壤条件下种植至目标生育期，采集对应节位茎秆样品经干燥、粉碎、消解后测定含氮量，不仅鉴定周期长、工作量大，且茎秆木质化程度高，前处理步骤繁琐，测定结果易受生育期、取样节位等多种因素干扰。因此，开发与柱花草茎粗蛋白含量稳定关联的分子标记，实现该性状的早期精准鉴定，对柱花草种质营养品质评价、专用型品种选育及分子标记辅助育种具有重要支撑作用。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于鉴别柱花草茎粗蛋白含量性状的snp分子标记的应用，以克服上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

3、本发明第一方面提供一种与柱花草茎粗蛋白含量相关的snp分子标记引物对在鉴定柱花草茎粗蛋白含量性状及筛选低茎粗蛋白含量或高茎粗蛋白含量柱花草种质中的应用，所述分子标记的核苷酸序列如seq id no.1所示，其中在seq id no.1所示序列的第401位存在a/g碱基突变；

4、所述snp分子标记的snp位点命名为sgm.chr9:2642046，位于柱花草chr9染色体的第2642046 bp位置；

5、所述引物对的核苷酸序列如seq id no.2和seq id no.3所示；

6、当所述snp分子标记位点的基因型为aa时，则判定为低茎粗蛋白含量柱花草种质；当所述snp分子标记位点的基因型为gg或ag时，则判定为高茎粗蛋白含量柱花草种质。

7、本发明第二方面提供一种包含所述snp分子标记引物对的试剂盒在鉴定柱花草茎粗蛋白含量性状及筛选低茎粗蛋白含量或高茎粗蛋白含量柱花草种质中的应用，当所述snp分子标记位点的基因型为aa时，则判定为低茎粗蛋白含量种质；当所述snp分子标记位点的基因型为gg或ag时，则判定为高茎粗蛋白含量种质。

8、本发明第三方面提供一种用于鉴别柱花草茎粗蛋白含量性状的方法，包括以下步骤：

9、s1、提取待测柱花草材料的基因组dna；

10、s2、采用所述的引物对对待测柱花草的基因组dna进行pcr扩增，对扩增产物进行测序，检测待测柱花草材料中所述snp分子标记位点的基因型；

11、s3、根据基因型判定待测柱花草材料的茎粗蛋白含量性状：若基因型为aa，则判定为低茎粗蛋白含量柱花草种质；若基因型为gg或ag，则判定为高茎粗蛋白含量柱花草种质。

12、进一步地，所述pcr扩增程序为：95℃预变性5 min；95℃变性30 s，59℃退火30 s，72℃延伸30 s，循环35次；72℃延伸7 min。

13、本发明的有益效果是：

14、本发明开发了柱花草snp分子标记位点sgm.chr9:2642046，该位点对茎粗蛋白含量的解释率为4.22%，在该性状的遗传调控中发挥重要作用。基于该位点设计的特异性引物，通过pcr扩增测序或直接重测序可快速、准确鉴定基因型，实现对柱花草茎粗蛋白含量的早期筛选。检测结果不受环境因素、生长阶段与取样节位影响，操作简便、成本低、周期短。相较于传统表型鉴定方法需进行育苗培养、周期长、易受环境干扰、准确性差等不足，本发明大幅提升了茎粗蛋白性状的鉴定效率，为柱花草茎粗蛋白含量分子标记辅助育种提供了可靠技术工具，也为柱花草茎秆营养品质的遗传改良提供了重要的标记资源，兼具科学研究价值和产业应用前景。

1. 一种与柱花草茎粗蛋白含量相关的snp分子标记引物对在鉴定柱花草茎粗蛋白含量性状及筛选低茎粗蛋白含量或高茎粗蛋白含量柱花草种质中的应用，其特征在于，所述snp分子标记的核苷酸序列如seq id no.1所示，其中在seq id no.1所示序列的第401位存在a/g碱基突变；

2.一种包含权利要求1中所述snp分子标记引物对的试剂盒在鉴定柱花草茎粗蛋白含量性状及筛选低茎粗蛋白含量或高茎粗蛋白含量柱花草种质中的应用，其特征在于，当所述snp分子标记位点的基因型为aa时，则判定为低茎粗蛋白含量柱花草种质；当所述snp分子标记位点的基因型为gg或ag时，则判定为高茎粗蛋白含量柱花草种质。

3.一种用于鉴别柱花草茎粗蛋白含量性状的方法，其特征在于，包括以下步骤：

4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述pcr扩增程序为：95℃预变性5 min；95℃变性30 s，59℃退火30 s，72℃延伸30 s，共35个循环；72℃延伸7 min。