一种与油菜侧根数主效QTL位点RtA07-2紧密连锁的分子标记及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种与油菜侧根数主效QTL位点

A molecular marker linked closely to the major QTL locus RtA07-2 of the lateral root number of rapeseed and its application

The present invention discloses a major QTL locus for lateral root number of rape.

【技术实现步骤摘要】
一种与油菜侧根数主效QTL位点RtA07-2紧密连锁的分子标记及应用
本专利技术属于分子生物学及遗传育种
，具体涉及一种甘蓝型油菜侧根数性状主效基因位点及与其紧密连锁的两个分子标记，同时还涉及基因位点和分子标记在油菜根系构型育种中的应用。
技术介绍
近年来，我国国产植物油自给率仅为35％左右，严重威胁着我国食用油供给安全(华玮等，2016)。油菜是我国第一大油料作物(Hu等，2016)，菜籽油是国产食用植物油的第一大来源。然而，与加拿大等菜籽出口国相比，我国油菜产业存在着产油量不高的问题，制约了其国际竞争力。在城镇化规模持续扩大耕地面积进一步缩小的形势下，持续提高单位面积产油量是主要出路。目前我国油菜高油份育种取得突破(傅廷栋，2014)而单产仍然低于世界平均水平(http://apps.fas.usda.gov/psdonline/)且增加十分缓慢，这严重影响了农民种植油菜的经济效益和油菜产业的国际竞争力。因此，如何提高油菜单产是保证我国食用油安全的关键。根系是土壤与植物地上部之间物质交换的重要桥梁，根系发达有利于植株固定、水分和养分吸收利用以及植物激素合成、分泌和转运等。根系构型是植物根系生长和分支的综合表现，它主要通过影响根系对土壤中空间异质性分布的水分和养分的吸收和利用来影响植物地上部的生物量、单株产量(Meisteretal.,2014)。在水稻、大豆、玉米、小麦中，国内外大量研究表明根系构型性状与生物量、单株产量之间存在显著相关性(金剑等，2004；刘永霞等，2010；周广生等，2010；褚光等，2014；田中伟等，2015；MoudalandKuleet,2004；Parthaetal.,2004)。油菜是单株生产力较强的油料作物，其植株的生产力依赖于根系的强有力支撑，目前许多栽培措施都是通过影响根系功能来改变植株对土壤水分和养分的利用效率从而达到高产的目的，因此，构建优良根系构型是提高油菜生产力的有效途径。近年来人们已经逐渐认识到根系性状分子机制解析对作物遗传改良的重要性，并开展了相关工作。目前已发表的水稻、玉米、小麦等农作物根系性状相关QTL多达数百个，主要侧重于根茎粗、根干重、总根长、总根数和根系活力等(班超等，2009；任永哲等，2011；Maietal.,2014；Meisteretal.,2014；Manavalanetal.,2015；SongWetal.,2016)。其中一些调控根系性状的主效QTL位点可以解释30％以上的表型变异，甚至有在生产上直接应用的潜力(Ugaetal.,2011；LiJZetal.,2015；Salvietal.,2016)。但是在油菜中关于根系形态的QTL的克隆目前还没有报道。本专利技术通过对油菜侧根数性状QTL的扫描检测以及定位，旨在找到对侧根性状具有改良效应的基因位点，用于油菜根系育种改良的标记辅助选择。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于提供了一种与油菜侧根数主效QTL位点Rt.A07-2紧密连锁的插入缺失(insertion-deletion，简称Indel)分子标记P323和I42，所述的Indel标记引物为：P323F:gatcagcgttgaggttaagaagtt,P323R:caagctatcaatcgtaatcccttt；和I42L:catacgaatgttgcagagcttaaa,I42R:gcttatattttactgtgtttcggca。本专利技术的另一个目的是在于提供了一种与油菜侧根数主效QTL位点Rt.A07-2紧密连锁的分子标记引物在油菜根系构型育种中的应用，包括含有分子标记P323和分子标记I42引物扩增出来的油菜序列在油菜根构型油菜优良根系构型育种中的应用。本专利技术的目的可通过如下技术方案实现：(1)利用中双11和No.73290杂交构建F1分离群体，通过单粒传法连续自交七代后，选择175个株系构成重组自交系群体，命名为BnaZNRIL。(2)采集BnaZNRIL群体中175株系和亲本中双11和No.73290的单株叶片，用CTAB法提取总DNA，利用油菜60KSNP芯片对每个样本进行基因型分析，统计多态性位点在群体中的遗传类型，利用Joinmap4.0分析软件构建基于SNP标记的油菜遗传图谱。(3)利用水培对BnaZNRIL群体的175株系和亲本中双11和No.73290进行培养，在油菜种子发芽后7天，13天，16天和幼苗发育至3叶期、5叶期和7叶期对每个株系3个单株的侧根数进行测量，计算平均值。(4)利用BnaZNRIL群体的基因型数据和水培6个时期侧根数表型数据，采用WinQTLCart2.5软件的复合区间作图法进行QTL检测扫描。利用元分析的方法采用BioMercator软件对不同重复和不同时间点中检测到的侧根数QTL进行整合，最终在油菜种子发芽后13天，16天和幼苗发育至3叶期、5叶期和7叶期的数据中，在A07染色体上检测到控制油菜侧根数的主效QTL位点Rt.A07-2，对该性状的最大贡献率为28.7％。(5)对两个亲本中双11和No.73290重测序数据进行分析，发现在Rt.A07-2初定位区间及其左右两侧存在多个插入缺失变异，提取其中58个插入缺失变异位点在油菜基因组位置上下游各150bp序列，按照引物设计原则，开发设计Indel标记引物。(6)以BnaZNRIL群体175个株系和两个亲本中双11和No.73290单株DNA为模板，分别用上述58个分子标记和两个亲本中双11和No.73290为模板，经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测，其中44个引物在两个亲本之间存在了特异多态性。将这44个标记信息导入Joinmap4.0软件中，结果表明其中的32个Indel标记紧密连锁。(7)利用这32个Indel标记在群体中的基因型数据和侧根表型数据，采用WinQTLCart2.5软件的复合区间作图法进行QTL检测扫描，发现QTL位点Rt.A07-2与Indel标记P323和I42紧密连锁，这两个分子标记引物如下：P323正向引物为P323F:gatcagcgttgaggttaagaagtt,反向引物为P323R:caagctatcaatcgtaatcccttt；I42正向引物为I42L:catacgaatgttgcagagcttaaa,I42R:gcttatattttactgtgtttcggca。一种与油菜侧根数主效QTL位点Rt.A07-2紧密连锁的分子标记引物在油菜根系构型育种中的应用，以本领域的常规方式对待测油菜的DNA为模板，以本专利技术提供的分子标记引物进行扩增，通过扩增出的特定条带来判断油菜根系构型。以上所述的应用中，具体的，以待测油菜的基因组DNA为模板，分别用分子标记P323和分子标记I42的检测引物进行PCR扩增，如果分别得到大小为160bp和146bp的PCR扩增产物条带，则所述待测油菜为多侧根油菜。如果分别得到大小为151bp和138bp的PCR扩增产物条带，则所述待测油菜为少侧根油菜。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术定位了油菜中控制侧根数的主效QTL位点，该位点可解释28.7％的表型变异，且在多个时期和多个环境下均可重复检测，可有效应用于油菜的优异根系构型遗传改良。(2)首次研究发现了与油菜侧根数主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与油菜侧根数主效QTL位点

【技术特征摘要】
1.一种与油菜侧根数主效QTL位点RtA07-2紧密连锁的分子标记引物，包括P323F:gatcagcgttgaggttaagaagtt,P323R:caagctatcaatcgtaatcccttt;I42L:catacgaatgttg...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汉中，顿小玲，匡列琼，刘贵华，王新发，
申请(专利权)人：中国农业科学院油料作物研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42