(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210085617.2 (22)申请日 2022.01.25 (71)申请人 中国科学院遗传与发育生物学研究 所 地址 100101 北京市朝阳区北辰西路1号院 2号 (72)发明人 郑琪　杨国堂　李宏伟　李滨　 李振声　 (74)专利代理 机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 专利代理师 莫舒颖 (51)Int.Cl. C12Q 1/6895(2018.01) C12Q 1/6841(2018.01) C12N 15/11(2006.01) (54)发明名称 偃麦草着丝粒区的特异探 针及其应用 (57)摘要 本发明公开了偃麦草着 丝粒区的特异探针， 该探针为pThp901， 荧光标记的单链DNA， 所述单 链DNA的核苷酸序列如SEQ  ID No.1所示， 所述偃 麦草为长穗偃麦草(Thinopyrum  ponticum)和/ 或中间偃 麦草(Thinopyrum  intermedium)。 本发 明的pThp9 01可辅助识别小麦背景下的偃 麦草染 色体或其片段， 相较于GISH分析， 使用本发明的 探针pThp 901进行FISH鉴定， 无需使用封阻， 信号 更强， 因此更加方便 快捷。 探针pThp9 01还可用来 探究整臂易位染色体的着丝粒 组成。 因此利用本 发明的探针pThp 901可推进偃 麦草与小麦着丝 粒 序列的研究， 助力小麦染色体 工程育种。 权利要求书1页 说明书9页 序列表1页 附图2页 CN 114908180 A 2022.08.16 CN 114908180 A 1.单链DNA 分子， 其特征在于， 所述单链DNA 分子的核苷酸序列为SEQ  ID No.1或SEQ  ID  No.1的反向互补序列。 2.权利要求1所述的单链DNA分子在制备鉴别或辅助鉴别偃麦草着丝粒区的探针中的 应用， 其特征在于： 所述偃麦草为长穗偃麦草(Thinopyrum  ponticum)和/或中间偃麦草 (Thinopyrumintermedium)。 3.以权利要求2所述探针鉴别或辅助鉴别偃麦草着丝粒区的方法， 其特征在于： 包括以 待测植物的基因 组DNA为模板， 以权利要求2所述探针进行荧 光原位杂交分析的步骤。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于： 所述待测植物为小偃麦 。 5.以权利要求2所述的探针分析植物着丝粒区的方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： 1)以待测植物的基因 组DNA为模板， 以权利要求2所述的探针进行荧 光原位杂交分析； 2)根据荧光原位杂交分析结果确定待测植物染色体的着丝粒区来源： 所述荧光原位杂 交分析结果为有荧光的待测 植物染色体， 其着丝粒区来源或候选来源于偃麦草； 所述荧光 原位杂交分析结果为无荧光的待测植物染色体， 其着丝粒区不来源或候选不来源于偃麦 草。 6.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于： 所述待测植物为小偃麦 。 7.鉴别或辅助鉴别偃麦草着丝粒区和/或分析植物着丝粒区的系统， 其特征在于： 所述 系统由X1和X2组成； 所述X1为权利要求2所述的探针， 所述X2为进行FISH分析所需的试剂 和/或仪器。 8.双链DNA分子， 其特征在于， 所述双链DNA分子的一条链的核苷酸序列为SEQ  ID  No.1， 另一条链的核苷酸序列 与SEQ ID No.1反向互补。 9.生物材 料， 其特征在于， 所述 生物材料为下述任一种： A1)含有权利要求8所述的双链DNA分子的重组载体； A2)含有权利要求8所述的双链DNA分子的重组微 生物。 10.扩增权利要求8所述的双链DNA分子的引物对。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114908180 A 2偃麦草着丝粒区的特异 探针及其应用 技术领域 [0001]本发明属于生物技术领域， 具体公开了一种偃麦草着丝粒区的特异探针及其应 用。 背景技术 [0002]着丝粒在有丝分裂和减数分裂过程中发挥重要的功能。 其组蛋白变体CENH3与微 管蛋白互作， 参与染色体的正确分离(Lermontova  et al.2011)。 虽然着丝粒的功能十分保 守， 但是其DNA序列发生快速进化， 这种现象被称为 “着丝粒悖论 ”  (Henikoff  et  al.2001)。 不同物种的着 丝粒差别很大， 主要分为点着 丝粒、 区间着 丝粒和弥散着 丝粒三类 (Allshire  and Karpen,2 008)。 芽殖酵母(Saccharo myces cerev isiae)的着丝 粒仅含有一 个核小体， 称之为点着丝粒， 其核心DNA序列长度约  120bp， 由富含AT的核心区CDEII (centromere DNA element II)和两个保守的侧翼序列CDEI、 CDEIII组成， 其中蛋白复合体 与CDEI和CDEII结合， 共同行使功能(Meluh  et al.1998)。 线虫等的整条 染色体均具有着丝 粒的功能， 这种着 丝粒称之为弥散着 丝粒(Nagaki  et al.2009)。 高等真核生物的着 丝粒包 含数个kb至Mb  长度的DNA序列， 这种着 丝粒称之为区间着 丝粒。 区间着 丝粒的DNA长度要比 点着丝粒长， 并且包含大量的串联重复序列(Jiang  et al.2003)。 像人类着丝粒的DNA  序 列是由171bp的串联重复序列组成(Wevrick  and Willard,1989)， 拟南芥着丝粒  DNA序列 是由180bp的串联重复序列组成(Martinez ‑Zapater et al.1986)。 禾本 科作物中一些着丝 粒串联重复单元被发现并命名， 如水稻的CentO序列和玉米的  CentC序列等(Cheng  et  al.2002； Zhong  et al.2002)。 着丝粒及附近区域是多倍体亚基因组分化的核心区域， 因此 研究小麦野生近缘种的着丝粒结构是开发其潜在育种 价值的基础。 小麦与黑麦1BL/1RS易 位系是应用外源染色体改良小麦的成功范例， 对世界小麦的生产做出了重大贡献。 Wang等 (2017)通过利用6C6和pAWRC.1  两种荧光探针对136份生产上广泛应用的1BL/1RS易位系品 种进行FISH鉴定， 发现其着丝粒均为融合着丝粒， 即一部分来源于小麦， 一部分来源于黑 麦。 该研究进一步利用单体附加系 错分裂和花粉辐射的方法， 创制了100份新的1R易位系。 这些易位系 具有融合着丝粒、 小麦着丝粒和黑麦着丝粒等不同的着丝粒结构， 其中 以小麦 与黑麦融合着丝粒居 多。 [0003]长穗偃麦草(Thinopyrum  ponticum， 2n＝10x＝70)是禾本科多年生牧草。 它抗病 性强， 对小麦锈病、 白粉病和赤霉病等常见病害均具有很强的抗性， 在小麦远缘杂交和染色 体工程育种中发挥了重要作用。 中国科学院西北植物所育成的小偃6号新品种于1981年通 过陕西省审定， 开创了小麦远缘杂交品种在生产上大面积推广的先例， 并成为小麦育种中 的骨干亲本。 研究长穗偃麦草的着丝粒结构， 对于解释其成功应用具有指导意义。 Zhao等 (2019)研究表明， 小麦着丝粒区反转录转座子CRW和Quinta  同样存在于长穗偃麦草中。 此 外长穗偃麦草及其祖先种E组着丝粒区多包含CRW和  Quinta， 而St组多包含Abigail和 CentSt。 该研究表明偃麦草与小麦着 丝粒序列的同质性是偃麦草得以在 小麦育种中成功应 用的关键因素。说　明　书 1/9 页 3 CN 114908180 A 3