技术摘要：
本发明公开了一种与小麦条锈病相关的1DS染色体上的SNP分子标记的应用。本发明所保护的一个技术方案是检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基因型(即等位基因)的物质在制备鉴定或辅助鉴定条锈病抗性产品中的应用。可将检测SNPIWA1787位点多态性和基因型的物质与其 全部
背景技术：
小 麦 条 锈 病 是 一 种 由 小 麦 条 锈 菌 ( P u c c i n i a s t r i i f o r m i s Westend.f.sp.tritici)引起的、世界范围内广泛发生的真菌病害。条锈病对小麦生产危害 巨大，在病害流行年份可造成小麦严重减产甚至绝收。小麦条锈病发病面积广、损失严重， 防治成本及难度增加，为顺应节本增效及生态保护理念，选育并合理运用抗病品种是防治小 麦条锈病最经济有效的方法。国内外对条锈病抗性遗传进行了大量研究，迄今，已正式命名的 小麦条锈病抗性基因有80多个。由于小麦条锈菌生理小种复杂多变，一些抗病基因已丧失抗 性，发掘新的抗病基因并开发其连锁标记对丰富条锈病抗源、更好进行抗病育种意义重大。 单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)分子标记，是指由于单 个核苷酸的变异引起基因组水平上的DNA序列多态性，而形成的遗传标记。现阶段，可用电 泳、直接测序、DNA芯片、竞争性等位基因特异性PCR(KASP)等对SNP进行检测，电泳方法效率 较低，其他方法对设备和技术要求高、成本较高。PARMS(Penta-primer amplification refractory mutation system)检测技术，具有成本低、通量高、实验操作安全和荧光信号 采集数据准确等优势。PARMS是一种基于扩增受阻突变体系PCR(ARMS PCR)的检测技术，与 常规ARMS PCR不同的是，PARMS检测技术增加了两条带有不同荧光的检测引物，可以分别检 测两条等位基因正向引物5’端的互补序列，经过与同一条反向引物PCR扩增以后，待检测位 点的多态性即可通过不同的荧光信号得以检测出来。PARMS已陆续应用于分子辅助育种、目 标性状基因定位、种子纯度及真实性鉴定等工作。
技术实现要素：
本发明所要解决的一个技术问题是如何鉴定或辅助鉴定小麦条锈病抗性。 为了解决上述技术问题，本发明提供了下述A1-A3的任一种应用、A4的方法： A1、检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基因型的物质(即等位基因) 在鉴定或辅助鉴定小麦条锈病抗性中的应用，所述SNP IWA1787位点是小麦基因组中的一 个SNP位点，位于小麦染色体1DS上，物理位置为8.6Mb,其核苷酸种类为A或G，为序列表序列 4第101位核苷酸。 A2、检测小麦基因组中所述SNP IWA1787位点的多态性或基因型(即等位基因)的 物质在制备鉴定或辅助鉴定小麦条锈病抗性产品中的应用。 A3、检测小麦基因组中所述SNP IWA1787位点的多态性或基因型的物质(即等位基 因)在小麦育种中的应用或在制备小麦育种产品中的应用。 A4、鉴定或辅助鉴定小麦条锈病抗性的方法，包括检测待测小麦的基因型，根据待 测小麦的基因型鉴定或辅助鉴定小麦的条锈病抗性；所述基因型为小麦基因组中所述SNP 3 CN 111607664 A 说 明 书 2/15 页 IWA1787位点的基因型。 本发明所要解决的另一个技术问题是如何进行小麦育种。 为了解决上述技术问题，本发明提供了下述技术方案： B1、A4所述的方法在小麦育种中的应用。 B2、小麦育种的方法，包括：检测小麦基因组A1所述SNP IWA1787位点的多态性，选 择小麦基因组中所述SNP IWA1787位点为G的纯合型的小麦作为亲本进行育种。 下述含有检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基因型(即等位基因)的 物质的C1)-C3)中任一种产品也属于本发明的保护范围： C1)检测与小麦抗条锈病相关的单核苷酸多态性或基因型的产品； C2)鉴定或辅助鉴定小麦条锈病抗性的产品； C3)用于小麦育种的产品。 上述应用、方法和产品中，所述SNP IWA1787位点是小麦基因组中的一个SNP位点， 其位于小麦1D染色体短臂上抗条锈病QTL QYr.hbaas-1DS内，为序列表4第101位核苷酸，其 为A或G。所述检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基因型(即等位基因)具体可 为检测IWA1787位点的核苷酸种类。小麦基因组中SNP IWA1787位点的基因型可为GG、AA或 AG。所述GG是小麦基因组中所述SNP IWA1787位点为G的纯合型，所述AA是小麦基因组中所 述SNP IWA1787位点为A的纯合型，所述AG是小麦基因组中所述SNP IWA1787位点为A和G的 杂合型。A4所述方法中，所述根据待测小麦的基因型鉴定或辅助鉴定小麦的条锈病抗性可 为基因型为GG的待测小麦条锈病抗性高于或候选高于基因型为AA的待测小麦条锈病的抗性。 上述应用、方法和产品中，所述小麦育种为培育抗条锈病小麦或选育抗条锈病小麦。 上述应用、方法和产品中，所述检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基 因型(即等位基因)的物质可为通过下述至少一种方法确定IWA1787的多态性或基因型所需 的试剂和/或仪器：DNA测序、限制性酶切片段长度多态性、单链构象多态性、变性高效液相 色谱和SNP芯片。其中，SNP芯片包括基于核酸杂交反应的芯片、基于单碱基延伸反应的芯 片、基于等位基因特异性引物延伸反应的芯片、基于“一步法”反应的芯片、基于引物连接反 应的芯片、基于限制性内切酶反应的芯片、基于蛋白DNA结合反应的芯片，及基于荧光分子 DNA结合反应的芯片。 上述应用、方法和产品中，所述检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基 因型(即等位基因)的物质如下D1)、D2)或D3)： D1)所述检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基因型的物质含有扩增 包括所述SNP IWA1787位点在内的小麦基因组DNA片段的PCR引物； D2)所述检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基因型的物质为含有所 述PCR引物的PCR试剂； D3)含有D1)所述PCR引物或D2)所述PCR试剂的试剂盒。 上述PCR引物为P1或P2： P1、所述PCR引物为由核苷酸序列是序列表中序列1的第22-42位的单链DNA、核苷 酸序列是序列表中序列2的第22-42位的单链DNA和核苷酸序列是序列表中序列3的单链DNA 组成的引物组； P2、所述PCR引物为由序列表中序列1所示的单链DNA、序列表中序列2所示的单链 4 CN 111607664 A 说 明 书 3/15 页 DNA和由序列表中序列3所示的单链DNA组成的引物组。 上述应用、方法和产品中，所述PCR引物可被标记物标记也可不被标记物标记。所 述标记物指可用于提供可检测的效果且可以连接至核酸的任何原子或分子。标记物包括但不 限于染料；放射性标记，诸如32P；结合部分，诸如生物素(biotin)；半抗原，诸如地高辛(DIG)； 发光、发磷光或发荧光部分；和单独的荧光染料或与可以通过荧光共振能量转移(FRET)抑制 或移动发射光谱的部分组合的荧光染料。标记可以提供可通过荧光、放射性、比色、重量测定、 X射线衍射或吸收、磁性、酶活性等检测的信号。标记可以是带电荷的部分(正电荷或负电荷) 或可选地，可以是电荷中性的。标记可以包括核酸或蛋白序列或由其组合，只要包含标记的 序列是可检测的。在一些实施方案中，核酸在没有标记的情况下直接检测(例如，直接读取 序列)。如所述PCR引物可为由核苷酸序列是序列表中序列1的第22-42位的单链DNA、核苷酸 序列是序列表中序列2的第22-42位的单链DNA和核苷酸序列是序列表中序列3的单链DNA组 成的引物组，所述PCR引物也可为由序列表中序列1所示的单链DNA、序列表中序列2所示的 单链DNA和由序列表中序列3所示的单链DNA的引物组。序列表中序列1由42个核苷酸组成， 第1-21位核苷酸为FAM序列(作为标记物)，第22-42位核苷酸为特异序列；序列表中序列2由 42个核苷酸组成，第1-21位核苷酸为HEX序列(作为标记物)，第22-42位核苷酸为特异序列。 上述应用和方法和产品中，所述产品可为试剂或试剂盒或系统，所述系统可包括 试剂或试剂盒、仪器和分析软件的组合产品，如由PCR引物、PARMS master mix试剂、酶标仪 和在线软件SNP decoder(http://www.snpway.com/snpdecoder01/)组成的产品，由PCR引 物、PARMS master mix试剂、在线软件SNP decoder和荧光定量PCR仪组成的组合产品。所述 产品可包括上述检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基因型的物质。 上述应用、方法和产品中，所述抗条锈病的小麦品种中的抗条锈病是相对于杂交 亲本小麦而言。如果两个杂交亲本小麦对条锈病的抗性相同，所述抗条锈病小麦品种的条 锈病抗性可等于或高于杂交亲本小麦的条锈病抗性；如果两个杂交亲本小麦对条锈病的抗 性不相同，所述抗条锈病小麦品种的条锈病抗性可等于或高于两个杂交亲本小麦中条锈病 抗性较低的杂交亲本小麦。 本发明的一个实施例中，使用带有荧光标记的PARMS PCR引物扩增包括SNP IWA1787位点在内的小麦基因组DNA，利用酶标仪或荧光定量PCR仪对PARMS_PCR反应产物进 行荧光数据读取，用在线软件SNP decoder进行荧光信号处理，确定了IWA1787位点的核苷酸 类型。实验证明，在由240份国内外小麦品种(系)组建的GWAS群体中，使用PARMS PCR引物对 SNP IWA1787位点分型结果与使用90K SNP芯片对SNP IWA1787位点的分型结果基本一致，说 明PARMS PCR引物可以有效地检测SNP IWA1787位点的单核苷酸类型。其中SNPIWA1787位点为 G的纯合型小麦品种(204个)的条锈病最大严重度平均值(MDS BLUP)为48.58％，SNPIWA1787 位点为A的纯合型小麦品种(31个)的条锈病最大严重度平均值(MDS BLUP)为58.97％，GG基因 型待测小麦品种的条锈病抗性显著高于或候选高于AA基因型的待测小麦品种，说明 SNPIWA1787是与小麦条锈病抗性相关的SNP分子标记，可用于鉴定或辅助鉴定小麦条锈病抗 性，可用于小麦条锈病抗性品种的筛选，可用于小麦分子标记辅助育种，可用于抗条锈病小麦 的选育和培育。IWA1787的多态性直接以DNA的形式表现，在小麦的各个组织及各个发育阶段 均可检测到，有利于方便快捷地预测小麦条锈病抗性。在实际应用中，为了提高准确率，可将 检测SNP IWA1787位点多态性和基因型的物质与其他物质(如检测其他与小麦抗条锈病相关 5 CN 111607664 A 说 明 书 4/15 页 的单核苷酸多态性或基因型的物质)联合在一起制备鉴定小麦抗条锈病品种的产品。 附图说明 图1为引物组PARMS_IWA1787对待测小麦基因型的检测结果。左上方为IWA1787基 因型为GG的小麦，右下方为IWA1787基因型为AA的小麦。
本发明公开了一种与小麦条锈病相关的1DS染色体上的SNP分子标记的应用。本发明所保护的一个技术方案是检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基因型(即等位基因)的物质在制备鉴定或辅助鉴定条锈病抗性产品中的应用。可将检测SNPIWA1787位点多态性和基因型的物质与其 全部
背景技术：
小 麦 条 锈 病 是 一 种 由 小 麦 条 锈 菌 ( P u c c i n i a s t r i i f o r m i s Westend.f.sp.tritici)引起的、世界范围内广泛发生的真菌病害。条锈病对小麦生产危害 巨大，在病害流行年份可造成小麦严重减产甚至绝收。小麦条锈病发病面积广、损失严重， 防治成本及难度增加，为顺应节本增效及生态保护理念，选育并合理运用抗病品种是防治小 麦条锈病最经济有效的方法。国内外对条锈病抗性遗传进行了大量研究，迄今，已正式命名的 小麦条锈病抗性基因有80多个。由于小麦条锈菌生理小种复杂多变，一些抗病基因已丧失抗 性，发掘新的抗病基因并开发其连锁标记对丰富条锈病抗源、更好进行抗病育种意义重大。 单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)分子标记，是指由于单 个核苷酸的变异引起基因组水平上的DNA序列多态性，而形成的遗传标记。现阶段，可用电 泳、直接测序、DNA芯片、竞争性等位基因特异性PCR(KASP)等对SNP进行检测，电泳方法效率 较低，其他方法对设备和技术要求高、成本较高。PARMS(Penta-primer amplification refractory mutation system)检测技术，具有成本低、通量高、实验操作安全和荧光信号 采集数据准确等优势。PARMS是一种基于扩增受阻突变体系PCR(ARMS PCR)的检测技术，与 常规ARMS PCR不同的是，PARMS检测技术增加了两条带有不同荧光的检测引物，可以分别检 测两条等位基因正向引物5’端的互补序列，经过与同一条反向引物PCR扩增以后，待检测位 点的多态性即可通过不同的荧光信号得以检测出来。PARMS已陆续应用于分子辅助育种、目 标性状基因定位、种子纯度及真实性鉴定等工作。
技术实现要素：
本发明所要解决的一个技术问题是如何鉴定或辅助鉴定小麦条锈病抗性。 为了解决上述技术问题，本发明提供了下述A1-A3的任一种应用、A4的方法： A1、检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基因型的物质(即等位基因) 在鉴定或辅助鉴定小麦条锈病抗性中的应用，所述SNP IWA1787位点是小麦基因组中的一 个SNP位点，位于小麦染色体1DS上，物理位置为8.6Mb,其核苷酸种类为A或G，为序列表序列 4第101位核苷酸。 A2、检测小麦基因组中所述SNP IWA1787位点的多态性或基因型(即等位基因)的 物质在制备鉴定或辅助鉴定小麦条锈病抗性产品中的应用。 A3、检测小麦基因组中所述SNP IWA1787位点的多态性或基因型的物质(即等位基 因)在小麦育种中的应用或在制备小麦育种产品中的应用。 A4、鉴定或辅助鉴定小麦条锈病抗性的方法，包括检测待测小麦的基因型，根据待 测小麦的基因型鉴定或辅助鉴定小麦的条锈病抗性；所述基因型为小麦基因组中所述SNP 3 CN 111607664 A 说 明 书 2/15 页 IWA1787位点的基因型。 本发明所要解决的另一个技术问题是如何进行小麦育种。 为了解决上述技术问题，本发明提供了下述技术方案： B1、A4所述的方法在小麦育种中的应用。 B2、小麦育种的方法，包括：检测小麦基因组A1所述SNP IWA1787位点的多态性，选 择小麦基因组中所述SNP IWA1787位点为G的纯合型的小麦作为亲本进行育种。 下述含有检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基因型(即等位基因)的 物质的C1)-C3)中任一种产品也属于本发明的保护范围： C1)检测与小麦抗条锈病相关的单核苷酸多态性或基因型的产品； C2)鉴定或辅助鉴定小麦条锈病抗性的产品； C3)用于小麦育种的产品。 上述应用、方法和产品中，所述SNP IWA1787位点是小麦基因组中的一个SNP位点， 其位于小麦1D染色体短臂上抗条锈病QTL QYr.hbaas-1DS内，为序列表4第101位核苷酸，其 为A或G。所述检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基因型(即等位基因)具体可 为检测IWA1787位点的核苷酸种类。小麦基因组中SNP IWA1787位点的基因型可为GG、AA或 AG。所述GG是小麦基因组中所述SNP IWA1787位点为G的纯合型，所述AA是小麦基因组中所 述SNP IWA1787位点为A的纯合型，所述AG是小麦基因组中所述SNP IWA1787位点为A和G的 杂合型。A4所述方法中，所述根据待测小麦的基因型鉴定或辅助鉴定小麦的条锈病抗性可 为基因型为GG的待测小麦条锈病抗性高于或候选高于基因型为AA的待测小麦条锈病的抗性。 上述应用、方法和产品中，所述小麦育种为培育抗条锈病小麦或选育抗条锈病小麦。 上述应用、方法和产品中，所述检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基 因型(即等位基因)的物质可为通过下述至少一种方法确定IWA1787的多态性或基因型所需 的试剂和/或仪器：DNA测序、限制性酶切片段长度多态性、单链构象多态性、变性高效液相 色谱和SNP芯片。其中，SNP芯片包括基于核酸杂交反应的芯片、基于单碱基延伸反应的芯 片、基于等位基因特异性引物延伸反应的芯片、基于“一步法”反应的芯片、基于引物连接反 应的芯片、基于限制性内切酶反应的芯片、基于蛋白DNA结合反应的芯片，及基于荧光分子 DNA结合反应的芯片。 上述应用、方法和产品中，所述检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基 因型(即等位基因)的物质如下D1)、D2)或D3)： D1)所述检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基因型的物质含有扩增 包括所述SNP IWA1787位点在内的小麦基因组DNA片段的PCR引物； D2)所述检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基因型的物质为含有所 述PCR引物的PCR试剂； D3)含有D1)所述PCR引物或D2)所述PCR试剂的试剂盒。 上述PCR引物为P1或P2： P1、所述PCR引物为由核苷酸序列是序列表中序列1的第22-42位的单链DNA、核苷 酸序列是序列表中序列2的第22-42位的单链DNA和核苷酸序列是序列表中序列3的单链DNA 组成的引物组； P2、所述PCR引物为由序列表中序列1所示的单链DNA、序列表中序列2所示的单链 4 CN 111607664 A 说 明 书 3/15 页 DNA和由序列表中序列3所示的单链DNA组成的引物组。 上述应用、方法和产品中，所述PCR引物可被标记物标记也可不被标记物标记。所 述标记物指可用于提供可检测的效果且可以连接至核酸的任何原子或分子。标记物包括但不 限于染料；放射性标记，诸如32P；结合部分，诸如生物素(biotin)；半抗原，诸如地高辛(DIG)； 发光、发磷光或发荧光部分；和单独的荧光染料或与可以通过荧光共振能量转移(FRET)抑制 或移动发射光谱的部分组合的荧光染料。标记可以提供可通过荧光、放射性、比色、重量测定、 X射线衍射或吸收、磁性、酶活性等检测的信号。标记可以是带电荷的部分(正电荷或负电荷) 或可选地，可以是电荷中性的。标记可以包括核酸或蛋白序列或由其组合，只要包含标记的 序列是可检测的。在一些实施方案中，核酸在没有标记的情况下直接检测(例如，直接读取 序列)。如所述PCR引物可为由核苷酸序列是序列表中序列1的第22-42位的单链DNA、核苷酸 序列是序列表中序列2的第22-42位的单链DNA和核苷酸序列是序列表中序列3的单链DNA组 成的引物组，所述PCR引物也可为由序列表中序列1所示的单链DNA、序列表中序列2所示的 单链DNA和由序列表中序列3所示的单链DNA的引物组。序列表中序列1由42个核苷酸组成， 第1-21位核苷酸为FAM序列(作为标记物)，第22-42位核苷酸为特异序列；序列表中序列2由 42个核苷酸组成，第1-21位核苷酸为HEX序列(作为标记物)，第22-42位核苷酸为特异序列。 上述应用和方法和产品中，所述产品可为试剂或试剂盒或系统，所述系统可包括 试剂或试剂盒、仪器和分析软件的组合产品，如由PCR引物、PARMS master mix试剂、酶标仪 和在线软件SNP decoder(http://www.snpway.com/snpdecoder01/)组成的产品，由PCR引 物、PARMS master mix试剂、在线软件SNP decoder和荧光定量PCR仪组成的组合产品。所述 产品可包括上述检测小麦基因组中SNP IWA1787位点的多态性或基因型的物质。 上述应用、方法和产品中，所述抗条锈病的小麦品种中的抗条锈病是相对于杂交 亲本小麦而言。如果两个杂交亲本小麦对条锈病的抗性相同，所述抗条锈病小麦品种的条 锈病抗性可等于或高于杂交亲本小麦的条锈病抗性；如果两个杂交亲本小麦对条锈病的抗 性不相同，所述抗条锈病小麦品种的条锈病抗性可等于或高于两个杂交亲本小麦中条锈病 抗性较低的杂交亲本小麦。 本发明的一个实施例中，使用带有荧光标记的PARMS PCR引物扩增包括SNP IWA1787位点在内的小麦基因组DNA，利用酶标仪或荧光定量PCR仪对PARMS_PCR反应产物进 行荧光数据读取，用在线软件SNP decoder进行荧光信号处理，确定了IWA1787位点的核苷酸 类型。实验证明，在由240份国内外小麦品种(系)组建的GWAS群体中，使用PARMS PCR引物对 SNP IWA1787位点分型结果与使用90K SNP芯片对SNP IWA1787位点的分型结果基本一致，说 明PARMS PCR引物可以有效地检测SNP IWA1787位点的单核苷酸类型。其中SNPIWA1787位点为 G的纯合型小麦品种(204个)的条锈病最大严重度平均值(MDS BLUP)为48.58％，SNPIWA1787 位点为A的纯合型小麦品种(31个)的条锈病最大严重度平均值(MDS BLUP)为58.97％，GG基因 型待测小麦品种的条锈病抗性显著高于或候选高于AA基因型的待测小麦品种，说明 SNPIWA1787是与小麦条锈病抗性相关的SNP分子标记，可用于鉴定或辅助鉴定小麦条锈病抗 性，可用于小麦条锈病抗性品种的筛选，可用于小麦分子标记辅助育种，可用于抗条锈病小麦 的选育和培育。IWA1787的多态性直接以DNA的形式表现，在小麦的各个组织及各个发育阶段 均可检测到，有利于方便快捷地预测小麦条锈病抗性。在实际应用中，为了提高准确率，可将 检测SNP IWA1787位点多态性和基因型的物质与其他物质(如检测其他与小麦抗条锈病相关 5 CN 111607664 A 说 明 书 4/15 页 的单核苷酸多态性或基因型的物质)联合在一起制备鉴定小麦抗条锈病品种的产品。 附图说明 图1为引物组PARMS_IWA1787对待测小麦基因型的检测结果。左上方为IWA1787基 因型为GG的小麦，右下方为IWA1787基因型为AA的小麦。
