本发明专利技术属于油菜分子育种和生物技术领域，具体公开了甘蓝型油菜粒重和角果长度主效QTL位点的分子标记及其应用，该位点同时控制千粒重和角果长度，其对油菜千粒重的贡献率为23.7%，加性效应为‑0.28，显性效应为0.09；对油菜角果长度的贡献率为30.2%，加性效应为‑6.77，显性效应为0.64。针对该分子标记设计的引物为BrSF6‑2562‑F：TGTTTCCCCTATATATTTATTTGTGGT；BrSF6‑2562‑R:TCAAAATAACAACCCATTCCA。检测方法方便快速，不受环境影响。通过检测与千粒重性状相关的分子标记，即可预测千粒重的多少，进而准确快速筛选大粒单株。
Molecular marker and application of main QTL locus for grain weight and pod length in Brassica napus L.
The invention belongs to the field of rape molecular breeding and biotechnology, and discloses the molecular marker of the main QTL locus for seed weight and pod length of Brassica napus and its application. The locus simultaneously controls the 1000-grain weight and pod length. Its contribution rate to 1000-grain weight of rape is 23.7%, additive effect is 0.28, and dominant effect is 0.09. The contribution rate of pod length was 30.2%, the additive effect was 6.77, and the dominant effect was 0.64. The primers designed for this molecular marker were BrSF6 2562_F: TGTTTCCCCTATATTTATTTTTGTGT; BrSF6 2562 R: TCAATAACAACCCATTCCA. The detection method is convenient, fast and unaffected by the environment. Through the detection of molecular markers related to 1000-grain weight traits, 1000-grain weight can be predicted and large-grain single plant can be screened accurately and quickly.
【技术实现步骤摘要】
甘蓝型油菜粒重和角果长度主效QTL位点的分子标记及其应用
本专利技术属于油菜分子育种和生物
，具体涉及一种甘蓝型油菜粒重和角果长度性状主效QTL位点的发现，及其紧密连锁的分子标记的开发及应用。、
技术介绍
油菜是我国第一大油料作物，约占世界油菜产量的20％(Huetal.,2016)。菜籽油是国产食用植物油的第一大来源，占国产食用植物油总量的57.2％，在国家食用油供给安全战略中占有十分重要的地位(范成明等，2018)。我国国产植物油对外依存度已超过60％，且有继续增加的趋势(王汉中等，2014)。另外，菜籽油与柴油有较为相近的脂肪酸构成，是一种绿色可再生能源。在我国城镇化规模持续扩大，耕地面积进一步缩小的情形下，提高油菜单位面积产油量(＝单产×含油量)已经成为目前我国油菜生产最为迫切的任务之一，是事关我国油菜产业持续与发展的根本问题。近年来，我国油菜高油份育种取得突破(傅廷栋等，2014)，而单产只有欧盟的57％，仍然低于世界平均水平且增加速度十分缓慢(http://apps.fas.usda.gov/psdonline/)。这严重影响了农民种植油菜的积极性，限制了油菜的经济效益和油菜产业的国际竞争力。因此，我国油菜单产亟待提高(殷艳和王汉中，2012)。在相同的种植密度下，油菜单产取决于单株产量，而单株产量由三个构成因素(单株角果数、每角粒数和粒重)组成。研究表明油菜单株产量的三个构成因子之间表现出不同程度的负相关，但其相关系数往往不大(白桂萍等，2016)，这说明可以通过提高单个产量构成因子(如粒重)来增加产量。在油菜种质资源中，粒重呈现出很大的自然变异，千粒重极值范围为2-8克(陈苇等，2011；富贵等，2012)。而国家审定油菜品种的千粒重均值只有3克多(张芳等，2012；赵永国等，2015)，这表明现有油菜品种粒重还有较大的提升空间。因此，增加粒重是提高油菜单产的有效途径之一。随着分子标记技术的不断发展，其在作物中的应用越来越广泛。Grodzicker等(1974)创立了限制性片段长度多态性(restrictionfragmentlengthpolymorphism,RFLP)标记技术。RFLP是第一代分子标记，具有数量丰富、稳定遗传、专一性、重复性好、共显性等特点。但是，该标记对DNA要求量比较大；且操作程序繁琐、耗时费力、周期长；还需要使用放射性同位素对探针进行标记，这些因素都局限了RFLP标记的广泛使用。AFLP标记结合了PCR和RFLP标记技术，在作物遗传多样性研究、细胞学研究、品种纯度鉴定和抗病等研究中得到广泛的应用(宋顺华等，2006；袁素霞，2009；王雪，2004)。但AFLP标记也存在一些缺点：成本较高，过程复杂，技术难度大；标记大多为显性标记；对DNA质量和限制性内切酶质量要求较高。SSR标记，也叫微卫星DNA标记(microsatelliteDNA)，已经被广泛应用于作物的基因定位、分子标记辅助选择、DNA指纹图谱、品种纯度鉴定、种质资源的保存及利用和遗传多样性分析等研究中(陈烨丽，2010；缪体云，2007；荆赞革，2010；王冬梅，2011)。SSR标记具有数量丰富、多态性高、操作简单、成本较低等优点，长期以来被广泛引用于分子标记辅助选择。近十年来，随着测序技术的持续进步，使得基于基因组序列信息的分子标记开发成为可能，如SNP标记和InDel标记(Hytenetal.，2010)。目前，全基因组选择育种芯片还只在水稻中开始尝试(Yuetal.,2014)，油菜等其他作物仍以分子标记辅助选择为主。粒重作为重要的产量构成之一，是由微效多基因控制的数量性状。它的遗传加性效应为主，显性和上位性较弱，因而其杂种优势很弱，具体表现为杂种的粒重一般都介于双亲之间。由于分子标记技术和数量遗传学的发展和结合，人们已可将复杂的数量性状分解为单个的数量性状基因位点(quantitativetraitloci,QTL)，然后像研究质量性状一样对控制数量性状的多个基因进行研究。QTL定位就是在遗传分离群体的基础上，借助分子标记和遗传图谱，利用QTL作图软件对分离群体的数量性状表型数据进行分析，从而确定数量性状基因在染色体上的位置和效应。目前，定位的方法主要有两种连锁作图(linkagemapping)和关联作图(associationmapping)。油菜千粒重的QTL定位研究也有一些报道(Quijadaetal.,2006；Udalletal.,2006；Radoevetal.,2008；Shietal.,2009；王峰等，2010；Basunandaetal.,2010；Fanetal.,2010；Zhangetal.,2011；赵卫国等，2017)，但通常检测出的QTL效应值较小且重复性不好，较难在油菜育种中应用。本研究通过多环境QTL定位，旨在筛选到对油菜千粒重具有稳定作用的大效应分子标记，用于油菜产量性状的标记辅助选择。
技术实现思路
本专利技术目的是在于提供了一种油菜粒重和角果长度性状的稳定表达的主效QTL位点。该主效QTL位点对粒重和角果长度的贡献率分别超过20％和30％，针对该位点，筛选到与其性状紧密连锁的共显性SSR标记(标记离主效QTL位点的遗传距离很近，<0.1cM)，该分子标记的引物为BrSF6-2562-F：TGTTTCCCCTATATATTTATTTGTGGT；BrSF6-2562-R:TCAAAATAACAACCCATTCCA。本专利技术的另一个目的在于提供了一种油菜粒重和角果长度性状紧密连锁的分子标记引物的应用，利用该引物，可用于甘蓝型油菜的育种，特别是中双11号衍生品系的选育提供了便利。为了达到上述目的，本专利技术采取以下技术措施：甘蓝型油菜粒重和角果长度性状主效QTL位点的挖掘：(1)利用油菜测序品种中双11号和73290杂交，杂种F1代自交产生F2群体及其F2:3和F2:4家系；(2)采用CTAB法(Doyleetal.1987)提取亲本中双11和73290及F2群体的叶片DNA；(3)合成自主开发的SSR和SNP以及InDel引物，并对亲本DNA进行PCR扩增，产物在变性聚丙烯酰胺凝胶中电泳，染色和显影后对条带的大小进行判别，筛选多态性引物；(4)利用多态性引物对F2群体进行分子标记分析，获得基因型数据；(5)把F2群体的基因型数据输入Joinmap3.0软件，进行遗传连锁图谱的构建；(6)F2群体的基因型数据(仅限于定位到遗传图谱上的标记)以及F2群体及其F2:3和F2:4家系的千粒重和角果长度性状均值输入WinQTLcart2.5软件进行QTL定位，最终检测到1个同时控制粒重和角果长度的多效性主效QTL位点，该位点与BrSF6-2562标记的距离最近(<0.1cM)；利用上述技术措施，申请人最终获得了一个同时控制甘蓝型油菜粒重和角果长度多效性主效QTL位点，与申请人自主开发的SSR标记BrSF6-2562紧密连锁，其引物序列为BrSF6-2562-F：TGTTTCCCCTATATATTTATTTGTGGT；BrSF6-2562-R:TCAAAATAACAACCCATTCCA。利用WinQTLCart2.5软件分析测得其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.甘蓝型油菜粒重和角果长度主效QTL位点的分子标记引物：BrSF6‑2562‑F：TGTTTCCCCTATATATTTATTTGTGGT；BrSF6‑2562‑R: TCAAAATAACAACCCATTCCA。
【技术特征摘要】
1.甘蓝型油菜粒重和角果长度主效QTL位点的分子标记引物：BrSF6-2562-F：TGTTTCCCCTATATATTTATTTGTGGT；BrSF6-2562-R:TCAAAATAACAACCCATTCCA。2.权利要求1所述的引物在甘蓝型油菜育种...
【专利技术属性】
技术研发人员：王汉中，师家勤，王莹，詹杰鹏，王新发，刘贵华，
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
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