一种与绿豆幼茎色紧密连锁的分子标记及应用转让专利
申请号 : CN202010981662.7
文献号 : CN111961127B
文献日 : 2021-10-12
发明人 : 叶卫军 , 张阴 , 王沛然 , 杨勇 , 田东丰 , 周斌
申请人 : 安徽省农业科学院作物研究所
摘要 :
权利要求 :
1.一种与绿豆幼茎色紧密连锁的分子标记,其特征在于,所述分子标记为SNP分子标记
771K;所述SNP分子标记771K的扩增产物参考序列为序列表Seq ID NO.1所示核苷酸序列;
其中,所述SNP分子标记771K的前、后引物序列分别为序列表Seq ID NO.2、Seq ID NO.3所示核苷酸序列;
所述分子标记771K的单核苷酸差异位于第4染色体的17772078 bp位置,且核苷酸为A/G。
2.如权利要求1中所述的与绿豆幼茎色紧密连锁的分子标记在绿豆幼茎色鉴定中的应用,其特征在于,利用所述SNP分子标记771K的前、后引物,以待检测绿豆基因组DNA为模板进行PCR扩增,并对扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳,电泳后回收目的片段并测序,如果测序片段中第350个碱基的位置为G,则对应的绿豆幼茎色为紫色,如果测序片段中第350个碱基的位置为A,则对应的绿豆幼茎色为绿色。
3.如权利要求2所述的与绿豆幼茎色紧密连锁的分子标记在绿豆幼茎色鉴定中的应用,其特征在于,待检测绿豆品种为白绿10号、白绿11号、堡942、堡942‑34、鄂1001、鄂绿5号、辽绿10号、庐绿5号、太原52、潍绿5号、潍绿7号、鹦歌绿、鄂1006、鄂1009、鄂绿3号、皇藏峪绿豆、庐绿4号、品绿08106、品绿2011‑12、苏抗4号、苏绿11‑8、苏绿4号、太原VC3061A以及中绿1号中的一种或多种。
4.如权利要求2所述的与绿豆幼茎色紧密连锁的分子标记在绿豆幼茎色鉴定中的应用,其特征在于利用标记771K鉴定以紫茎品种为母本,绿茎品种为父本杂交构建的F1植株的真伪,如果测序片段中第350个碱基的位置为AG双峰,则对应的绿豆植株为真杂交种,如果测序片段中第350个碱基的位置为G,则对应的植株为假杂交种。
5.一种鉴定绿豆幼茎色性状的试剂盒,其特征在于,其含有如权利要求1中所述的与绿豆幼茎色紧密连锁的分子标记的引物对。
6.一种对绿豆幼茎色性状调控基因VrYSC进行精细定位的方法,其特征在于,所述定位方法包括使用如权利要求1中所述的SNP分子标记771K的前、后引物序列。
7.一种绿豆育种方法,其特征在于,其使用如权利要求1所述的与绿豆幼茎色紧密连锁的分子标记对绿豆F1植株的真假进行鉴定。
说明书 :
一种与绿豆幼茎色紧密连锁的分子标记及应用
技术领域
背景技术
仅如此,绿豆还富含多种矿质元素、维生素及活性物质,具有解毒、抗菌抑菌、抗过敏、降血
脂、降血压、抗肿瘤、预防癌症等功效,属于医食两用作物。绿豆根系中与其共生的根瘤菌有
固氮能力,不仅满足自身生长的需要,也可供后茬作物使用。种植绿豆亦可改善土壤肥力和
结构。此外,绿豆还具有喜温、生育期短、播种弹性大、耐贫瘠、耐荫,经济效益高等特点,使
其深受广大农户的喜爱。因此,对于绿豆基础研究和育种研究十分重要。
发育状态或时期的限制,且肉眼观察容易造成误差,从而影响结果的准确性。绿豆杂交通常
用紫茎品种为父本,绿茎品种为母本构建育种群体,以F1植株的幼茎色来判断杂交的真伪,
严重限制了杂交配组方式的选择。若紫茎品种为雄性不育或紫茎品种某些特定性状为细胞
质遗传或母系遗传需要遗传给子代时,无法以紫茎品种为父本,只能作为母本,这样无法利
用F1的幼茎色进行杂交种筛选。因此,需要一种更加稳定且简单易行的杂种F1代鉴定方法。
发明内容
密连锁的分子标记及应用。
17772387。
序列。
PCR扩增,并对扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳,电泳后回收目的片段并测序,如果测序片段
中第350个碱基的位置为G,则对应的绿豆幼茎色为紫色,如果测序片段中第350个碱基的位
置为A,则对应的绿豆幼茎色为绿色。
鄂1009、鄂绿3号、皇藏峪绿豆、庐绿4号、品绿08106、品绿2011‑12、苏抗4号、苏绿11‑8、苏绿
4号、太原VC3061A以及中绿1号中的一种或多种。
何时间进行,减少了自然环境对结果的干扰,克服了幼茎色调查时易受植物发育状态或时
期的影响。
另一方面对于绿豆资源和品种鉴定及分子辅助育种都具有重要的应用价值。而且,该分子
标记能从DNA水平上反映出差异,从而准确、高效地揭示种质资源遗传背景差异。
世代苗期淘汰假杂交种,减少育种工作量,提高育种效率。
附图说明
为绿色的单株,11为交换单株。
绿色的单株,4和8为交换单株。
具体实施方式
用于限定本发明。
SNP分子标记771K的前、后引物序列分别为序列表Seq ID NO.2、Seq ID NO.3所示核苷酸序
列。分子标记771K的单核苷酸差异位于第四染色体的17772078bp位置,且核苷酸为A/G。
任何时间进行,减少了自然环境对结果的干扰,克服了幼茎色调查时易受植物发育状态或
时期的影响。
另一方面对于绿豆资源和品种鉴定及分子辅助育种都具有重要的应用价值。而且,该分子
标记能从DNA水平上反映出差异,从而准确、高效地揭示种质资源遗传背景差异。
世代苗期淘汰假杂交种,减少育种工作量,提高育种效率。
质资源幼茎色的准确区分。其中,该开发方法主要通过四个步骤进行,具体如下。
且选用苏绿16‑10(绿色幼茎)。其中,母本在杂交前一天下午4点之后去除雄蕊,第二天早上
用父本的花粉涂抹母本的柱头进行授粉。待杂交荚成熟后收获并田间种植,幼茎色为紫色
的F1为真杂交种,收获真F1植株上的种子,获得F2代群体并作为F2代分离群体。
态的多个引物对绿茎单株DNA进行PCR反应,从而对幼茎色调控基因进行连锁分析,将幼茎
色调控基因VrYSC定位在染色体的区间内。其中,在种子出芽1周后随机调查植株的幼茎色,
2
χ检验确定幼茎色为紫色的单株数量与幼茎色为绿色的单株数量的比例是否符合3:1的分
2 2
离比(在本实施例中,χ的阈值设为χ0.05=3.84),是则表明绿豆幼茎色性状受一对隐性核
基因控制。
2 2
比符合3:1(χ=1.3<χ0.05=3.84),表明绿豆幼茎色性状受一对隐性核基因控制。与绿豆
幼茎色调控基因VrYSC连锁标记的确定方法包括以下步骤:选取幼茎色为绿色的多株单株,
并选取每个单株上新鲜的叶片;采用植物基因组DNA提取试剂盒提取绿豆叶片的基因组
DNA,并利用开发的多对多态性分子标记进行连锁分析。在本实施例中,通过PCR反应体系进
行连锁分析。PCR反应体系的体积为10μL,且包括1μL浓度为50ng/μL基因组DNA、0.5μL浓度
为10μmol/L的正向引物、0.5μL浓度为10μmol/L的反向引物、5μL2×PCR Master Mix以及3μ
L ddH2O。PCR反应体系的扩增方法为:94℃预变性4min,94℃变性30s,55~60℃退火30s,72
℃延伸30s,并重复进行38个循环,最后72℃充分延伸10min,且保存温度为8℃。请参阅图2
以及图3,根据连锁分析结果确定两个InDel标记与绿豆幼茎色基因VrYSC存在连锁关系,且
没有单株在两个InDel标记处同时发生交换,表明这两个标记位于VrYSC的两侧,这两个
InDel标记分别为ID4‑8和ID4‑9,即将幼茎色调控基因VrYSC初定位在第4号染色体InDel标
记ID4‑8和ID4‑9之间。
VrYSC进行精细定位,从而获得与幼茎色调控基因共分离的分子标记,完成对绿豆幼茎色紧
密连锁分子标记的筛选。在本实施例中,两个多态性InDel标记分别为ID4‑14.9、ID4‑
14.10,两个SNP标记分别为771K、870K。请参阅图4,最终,将幼茎色调控基因定位在ID4‑
14.9和771K之间337Kb的区间内,且标记771K与幼茎色基因共分离,SNP分子标记771K的扩
增产物参考序列为序列表Seq ID NO.1所示核苷酸序列,相应的前后引物序列分别为序列
表Seq ID NO.2、Seq ID NO.3所示核苷酸序列,单核苷酸差异位于扩增序列位于第350个碱
基的位置,且若碱基为G,则幼茎色为紫色,若碱基为A,则幼茎色为绿色。即,单核苷酸差异
位于绿豆基因组第四染色体的17772078bp位置,其第四染色体的17772078bp位的核苷酸为
A/G。
选了多份不同幼茎色的绿豆种质资源进行验证。在本实施例中,随机各挑选了12份幼茎色
为绿色和紫色的种质资源进行验证。首先利用DNA提取试剂盒提取待检测绿豆资源的基因
组DNA,种子或叶片均可。验证实验所使用的PCR反应体系的体积为40μL,且包括4μL浓度为
50ng/μL基因组DNA、2μL浓度为10μmol/L的正向引物、2μL浓度为10μmol/L的反向引物、20μL
2×PCR Master Mix以及12μL ddH2O。PCR反应体系的扩增方法为:94℃预变性4min,94℃变
性30s,58℃退火30s,72℃延伸1min,并重复进行38个循环,最后72℃充分延伸10min,且保
存温度为8℃。
幼茎色为紫色的绿豆资源在第350个碱基的位置全部为G,而12份幼茎色为绿色的资源在第
350个碱基处全部为A,准确率为100%。该结果表明标记771K可很好的区分绿色幼茎色,区
别效果非常好。这对于绿豆幼茎色进行定位研究具有极大帮助,有助于幼茎色调控基因
VrYSC的精细定位与克隆,另一方面对于绿豆资源和品种鉴定及分子辅助育种都具有重要
的应用价值。
幼茎色基因的精细定位,获得与绿豆幼茎色调控基因共分离分子标记,最后将分子标记在
绿豆种质资源中进行验证,实现与绿豆幼茎色紧密连锁的分子标记的开发。由于将表型性
状与分子标记相关联,使结果更加稳定、准确,避免了人工鉴别肉眼观察存在的误差。而且,
实验过程可在室内任何时间进行,减少了自然环境对结果的干扰,克服了幼茎色调查时易
受植物发育状态或时期的限制。
前、后引物以被检测绿豆基因组DNA为模板进行PCR扩增,并对扩增产物进行琼脂糖凝胶电
泳,电泳后回收片段并测序,如果测序片段中第350个碱基的位置为G,则对应的绿豆幼茎色
为紫色,如果测序片段中第350个碱基的位置为A,则对应的绿豆幼茎色为绿色。
绿3号、皇藏峪绿豆、庐绿4号、品绿08106、品绿2011‑12、苏抗4号、苏绿11‑8、苏绿4号、太原
VC3061A以及中绿1号中的一种或多种。这些绿豆品种的鉴定结果在实施例2中已经列举出
来,这里不再做赘述,不过可以看出,对于这些品种的鉴定效果非常明显,鉴定准确率达到
100%。
并测序,通过测序结果确定绿豆幼茎色的性状。其中,本实施例给出了一种PCR反应体系,该
PCR反应体系的体积为40μL,且包括4μL浓度为50ng/μL基因组DNA、2μL浓度为10μmol/L的正
向引物、2μL浓度为10μmol/L的反向引物、20μL 2×PCR Master Mix以及12μL ddH2O。PCR反
应体系的扩增方法为:94℃预变性4min,94℃变性30s,58℃退火30s,72℃延伸1min,并重复
进行38个循环,最后72℃充分延伸10min,且保存温度为8℃。如实施例3中的验证实验所验
证,该鉴别方法能够准确地将绿豆幼茎色性状区别出来,鉴别成功率非常高,可以作为一种
广泛使用且有效的绿豆幼茎色性状鉴别方法。
色为紫色,则为真杂交种;若F1植株为绿色,则为假杂交种。这种方式简便易行,但同时也限
制了亲本的配组方式。若紫茎品种为雄性不育或紫茎品种某些特定性状为细胞质遗传或母
系遗传需要遗传给子代时,无法以紫茎品种为父本,只能作为母本,这样无法利用F1的幼茎
色进行杂交种筛选。本实施例利用标记771K对杂种F1代DNA(紫茎品种为母本,而绿茎品种
为父本)进行扩增后测序,若在第350个碱基处测序峰图为双峰(A和G都存在),则表明该植
株为真杂交种。如图6所示,F1‑2在第350个碱基处为AG双峰,即为真杂交种,而F1‑1在第350个
碱基处为G,为假杂交种。这种鉴定方法不仅扩大了亲本的组配方式,同时也提高了F1代鉴
定的准确率。
品,可以高效准确地将绿豆幼茎色鉴别出来。
SNP分子标记771K。
记相关联,使结果更加稳定、准确,避免了人工鉴别存在误差的问题。而且,实验过程可在室
内任何时间进行,减少了自然环境对结果的干扰,克服了幼茎色调查时易受植物发育状态
或时期及肉眼观察误差的影响。该分子标记可以用作区别绿豆幼茎色性的重要工具,可以
有效的鉴定绿豆幼茎色,一方面有助于幼茎色调控基因VrYSC的精细定位与克隆,另一方面
对于绿豆资源和品种鉴定及分子辅助育种都具有重要的应用价值。而且,该分子标记能从
DNA水平上反映出差异,从而准确、高效地揭示种质资源遗传背景差异。
771K的前、后引物序列进行定位。
从而提高育种质量和准确性,减轻育种的劳动强度。