一种氮高效利用性状相关的分子标记及其应用

本发明涉及分子生物，尤其是一种氮高效利用性状相关的分子标记及其应用。

背景技术：

1、氮是植物生长发育必需的大量元素，参与构成蛋白质、核酸、磷脂、叶绿素及细胞分裂素等多种重要生物活性物质，在细胞建成、植株生长、各类代谢进程、光合作用、能量代谢以及细胞分裂与伸长等生理过程中发挥关键作用（noor, h. & min, s. effect ofdifferent sowing methods and nitrogen rates on yield and quality of winterwheat in loess plateau of china.appl.ecol.env.res.2020，18(4), 5701–5726.）。

2、小麦（triticum aestivum l.）是我国及世界的主要粮食作物，每年的种植面积逾2 亿公顷，年产量达到7.49 亿吨。随着人口的不断增长，预计到2050 年全球人口将达到96亿(faostat, fao, 2018)。为应对日益增长的粮食消费需求，小麦总产量需在现有生产水平基础上提升 60%，方能保障全球粮食安全(https://www.un.org/)。小麦的高产优质高度依赖于氮肥施用，但施入土壤的氮肥仅有30%～50% 被作物吸收利用，大量氮肥很容易通过淋溶、径流、硝化-反硝化和氨挥发等途径从土壤中损失。氮肥利用效率低不仅提升了农业生产成本，还引发了土壤酸化、水体富营养化和温室效应加剧等一系列生态环境问题（m.j.hawkesford, genetic variation in traits for nitrogen use efficiency in wheat,j. exp. bot.， 2017，68：2627–2632.m.a. sutton, o. oenema, j.w. erisman, a.leip, h. van grinsven, w. winiwarter,too much of a good thing, nature，2011，472：159–161.）。与病虫害、籽粒大小和颜色等易于表型观察的性状相比，氮高效是一个复杂的数量性状，且易受土壤环境干扰，当前针对小麦氮高效性状的分子标记开发仍较为匮乏。因此，挖掘氮高效优异等位变异、选育氮高效作物新品种，提高作物对氮素的吸收利用效率，减少氮肥投入及其环境损失，对推动农业绿色可持续发展具有重要理论与实践价值。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种氮高效利用性状相关的分子标记及其应用。

2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

3、一种与小麦氮高效利用性状相关的indel分子标记，所述indel分子标记定位于小麦参考基因组中国春v1.0的1a染色体482963711bp位点，该位点存在tc双碱基插入/缺失等位变异；所述插入等位变异的核苷酸序列如seq id no：1所示，缺失等位变异的核苷酸序列如seq id no：2所示。

4、进一步优选的，所述插入等位变异对应hapⅰ单倍型，所述缺失等位变异对应hapⅱ单倍型，氮高效利用性状表现为：携带所述hapⅰ单倍型小麦的氮高效利用性状优于携带所述hapⅱ单倍型的小麦。

5、上述indel分子标记在鉴定小麦氮高效利用性状中的应用。

6、上述indel分子标记在筛选氮高效利用性状优异的小麦品种中的应用。

7、扩增上述indel分子标记的引物组，其特征在于，所述引物组包括引物a、引物b和引物c；所述引物a的核苷酸序列如seq id no：3所示，所述引物b的核苷酸序列如seq idno：4所示，所述引物c的核苷酸序列如seq id no：5所示。

8、上述引物组在鉴定小麦氮高效利用性状中的应用。

9、上述引物组在筛选氮高效利用性状优异的小麦品种中的应用。

10、一种鉴定小麦氮高效利用性状的试剂盒，包括上述引物组。

11、一种筛选优良小麦品种的试剂盒，包括上述引物组。

12、一种鉴定小麦氮高效利用性状的方法，包括如下步骤：(1)提取待测小麦基因组dna；(2)以所述基因组dna为模板，利用上述引物组进行pcr扩增，得到扩增产物；(3)根据扩增产物判断小麦的耐盐性能；对所述扩增产物进行荧光信号检测，当检测到fam荧光信号时判定待测小麦为hapⅰ单倍型，当检测到hex荧光信号时判定待测小麦为hapⅱ单倍型；（4）根据所述单倍型的判定结果，确定待测小麦的氮高效利用性状。

13、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明提供了一种与小麦氮高效利用性状相关的分子标记片段，所述分子标记片段包含tazf-1a基因编码区；所述tazf-1a基因编码区的核苷酸序列如seq id no：1所示。本发明利用所述分子标记片段能够筛选氮高效利用小麦品种，提高氮高效利用小麦的筛选效率，有利于小麦种质育种。本发明利用kasp分子标记引物组，只需通过简单的dna提取、pcr特异性扩增、基因分型即可完成对样品的鉴别，便于检测和筛选具有氮高效利用的小麦品种或品系，可大大加快氮高效小麦品种的选育进程。

1.一种与小麦氮高效利用性状相关的indel分子标记，其特征在于，所述indel分子标记定位于小麦参考基因组中国春v1.0的1a染色体482963711bp位点，该位点存在tc双碱基插入/缺失等位变异；所述插入等位变异的核苷酸序列如seq id no：1所示，缺失等位变异的核苷酸序列如seq id no：2所示。

2.根据权利要求1所述的indel分子标记，其特征在于，所述插入等位变异对应hapⅰ单倍型，所述缺失等位变异对应hapⅱ单倍型，氮高效利用性状表现为：携带所述hapⅰ单倍型小麦的氮高效利用性状优于携带所述hapⅱ单倍型的小麦。

3.权利要求1或2所述的indel分子标记在鉴定小麦氮高效利用性状中的应用。

4.权利要求1或2所述的indel分子标记在筛选氮高效利用性状优异的小麦品种中的应用。

5.扩增权利要求1或2所述的indel分子标记的引物组，其特征在于，所述引物组包括引物a、引物b和引物c；所述引物a的核苷酸序列如seq id no：3所示，所述引物b的核苷酸序列如seq id no：4所示，所述引物c的核苷酸序列如seq id no：5所示。

6.权利要求5所述的引物组在鉴定小麦氮高效利用性状中的应用。

7.权利要求5所述的引物组在筛选氮高效利用性状优异的小麦品种中的应用。

8.一种鉴定小麦氮高效利用性状的试剂盒，其特征在于，包括权利要求5所述的引物组。

9.一种筛选优良小麦品种的试剂盒，其特征在于，包括权利要求5所述的引物组。

10.一种鉴定小麦氮高效利用性状的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)提取待测小麦基因组dna；(2)以所述基因组dna为模板，利用权利要求5所述的引物组进行pcr扩增，得到扩增产物；(3)根据扩增产物判断小麦的耐盐性能；对所述扩增产物进行荧光信号检测，当检测到fam荧光信号时判定待测小麦为hapⅰ单倍型，当检测到hex荧光信号时判定待测小麦为hapⅱ单倍型；（4）根据所述单倍型的判定结果，确定待测小麦的氮高效利用性状。