前沿聚焦 | KASP技術(shù)助力小麥抗銹病育種：從基因分型到精準選育
發(fā)布時(shí)間：2025.02.28
小麥銹病，由真菌Puccinia引起，是全球小麥生產(chǎn)中最嚴重的病害之一。它包括葉銹病、條銹病和稈銹病，每年導致大量小麥減產(chǎn)。隨著(zhù)氣候變化和病菌新菌株的不斷出現，銹病的防控面臨巨大挑戰。傳統的育種方法雖然取得了一定進(jìn)展，但難以滿(mǎn)足快速應對新菌株的需求。因此，利用現代分子生物學(xué)技術(shù)加速抗銹病品種的選育成為農業(yè)科研的重要方向。
KASP技術(shù)：開(kāi)啟小麥抗銹病育種的新篇章
KASP（Kompetitive Allele-Specific PCR）技術(shù)作為一種高通量、高精度的基因分型技術(shù)，近年來(lái)在小麥抗銹病育種中展現出巨大潛力。該技術(shù)通過(guò)特異性引物和熒光探針，能夠快速檢測單核苷酸多態(tài)性（SNP），為抗銹病基因的定位、鑒定和篩選提供了強有力的工具。
2024年9月，國際知名期刊《Theoretical and Applied Genetics》發(fā)表了一篇題為“Wheat improvement through advances in single nucleotide polymorphism (SNP) detection and genotyping with a special?emphasis on rust resistance”的綜述文章，系統總結了KASP技術(shù)在小麥抗銹病育種中的應用進(jìn)展。
左圖展示了測序技術(shù)的發(fā)展，中間圖展示了用于SNP發(fā)現的各種資源，右圖概述了SNP在作物改良中的作用。
全球眾多科研團隊利用KASP技術(shù)對多個(gè)小麥品種進(jìn)行了基因分型，成功定位了多個(gè)與條銹病抗性相關(guān)的QTL位點(diǎn)。通過(guò)標記輔助選擇，育種專(zhuān)家在短時(shí)間內篩選出了一批抗性?xún)?yōu)良的品種，顯著(zhù)提升了小麥的抗病性能。
用于克隆的銹病抗性基因的診斷性SNP標記
KASP技術(shù)在小麥抗銹病研究中的實(shí)驗流程
目標：利用KASP技術(shù)檢測與小麥銹病抗性相關(guān)的單核苷酸多態(tài)性（SNP）位點(diǎn)，并通過(guò)標記輔助選擇（MAS）加速抗銹病小麥品種的選育。
樣本收集：選擇包含抗銹病和感銹病品種的小麥樣本，包括現代栽培品種、野生近緣種以及具有特定抗性性狀的材料。
DNA提?。簭男←溔~片或其他組織中提取高質(zhì)量的基因組DNA，用于后續的KASP檢測。
SNP位點(diǎn)選擇：基于前期的基因組學(xué)研究或文獻報道，選擇與銹病抗性相關(guān)的已知SNP位點(diǎn)。
引物設計：根據選定的SNP位點(diǎn)，設計特異性的KASP引物對。每對引物包括兩條等位基因特異性引物和一條通用反向引物。引物設計需確保特異性和高擴增效率。
4. KASP反應體系配置、PCR熒光檢測與數據分析
熒光信號檢測：使用熒光檢測系統（如實(shí)時(shí)PCR儀或熒光成像系統）讀取反應體系中的熒光信號。
數據分析：根據熒光信號的強度和模式，判斷樣本的基因型。分析軟件可自動(dòng)識別等位基因類(lèi)型，并生成基因型報告。
抗性基因篩選：根據KASP檢測結果，篩選出攜帶抗銹病基因的植株。
育種應用：將篩選出的優(yōu)良植株用于后續的雜交或自交育種，加速抗銹病小麥品種的選育。
田間試驗驗證：將通過(guò)KASP篩選的抗銹病植株進(jìn)行田間種植，驗證其抗病性和農藝性狀。
多環(huán)境測試：在不同生態(tài)環(huán)境下進(jìn)行多點(diǎn)試驗，評估抗銹病基因的穩定性和適應性。
Lr9基因的組裝與KASP標記驗證。?(Yajun Wang et al.?Nature Genetics, 2023)
KASP技術(shù)在小麥抗銹病育種中的應用亮點(diǎn)
KASP技術(shù)能夠快速、準確地檢測與銹病抗性相關(guān)的SNP位點(diǎn)。通過(guò)大規?；蚍中?，研究人員可以精準定位抗銹病基因在小麥染色體上的位置，為后續的基因克隆和功能驗證奠定基礎。
傳統的育種方法依賴(lài)于表型篩選，周期長(cháng)且效率低。KASP技術(shù)結合標記輔助選擇（MAS），使育種專(zhuān)家能夠在苗期快速篩選出攜帶抗銹病基因的植株，顯著(zhù)縮短育種周期。
KASP技術(shù)不僅能夠檢測SNP位點(diǎn)，還能結合多環(huán)境試驗，驗證抗銹病基因在不同生態(tài)條件下的穩定性。這對于選育廣適性抗銹病品種具有重要意義
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東盛生物作為國內領(lǐng)先的生物技術(shù)公司，致力于為農業(yè)科研和育種提供高質(zhì)量的產(chǎn)品和技術(shù)支持。我們的KASP PCR MIX產(chǎn)品具有以下優(yōu)勢：
高特異性與高靈敏度：優(yōu)化的反應體系，確保在復雜基因組背景下實(shí)現精準的SNP檢測。
操作簡(jiǎn)便：預混型PCR Mix，用戶(hù)只需添加引物和DNA模板，大大簡(jiǎn)化實(shí)驗流程。
廣泛適用性：適用于多種小麥樣本類(lèi)型，無(wú)論是野生種質(zhì)還是栽培品種，都能提供可靠的基因分型結果。
