一种向日葵品种龙食葵叶绿体基因组及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种向日葵品种龙食葵叶绿体基因组及其应用。龙食葵叶绿体基因组应用于鉴定向日葵品种中的应用以及重建向日葵属系统发育树中的地位。本申请利用叶绿体全基因组作为向日葵属的超级DNA条形码，用于鉴别向日葵龙食葵新品种，为向日葵种质资源的保护、物种鉴定提供技术支撑，对于典型向日葵属栽培植物育种以及遗传多样性评价、保护与利用具有重要意义。要意义。要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种向日葵品种龙食葵叶绿体基因组及其应用


[0001]本专利技术涉及基因
，特别涉及一种向日葵品种龙食葵叶绿体基因组及其应用。

技术介绍

[0002]叶绿体基因组是存在于叶绿体内的遗传物质。在不同植物体内，叶绿体基因组的遗传方式也不同，裸子植物中的叶绿体基因组通常为父系遗传，而在被子植物中多为母系遗传，少数植物的叶绿体基因组遗传方式为双亲遗传。叶绿体基因组具有高度的保守性和较慢的进化速率，且含有大量的遗传信息，使其在不同物种间的系统进化研究中具有更好的统一性，是研究物种起源、探究物种间亲缘关系的有效手段，对于物种系统发育研究、分子水平的进化研究及物种鉴定等都具有重要价值。叶绿体基因组全序列成为一个更适合研究分子系统发育与分子生态学的宝贵工具。
[0003]生物经济时代的到来推动了生物育种的迅猛发展。高通量测序、生物信息分析技术的突破和交叉融合给现代生物育种领域带来了深刻的时代变革。随着测序技术的发展，大量权威性的生物序列信息资源被广泛应用在现代生物育种研究领域，使得育种效率、育种水平显著提升，育种目标变得精准可控。同核基因组相比，叶绿体基因组长度小、结构保守、进化速率快、遗传方式稳定，而线粒体与之相比则存在拷贝数低、难提取、基因结构变异大等缺陷，故叶绿体基因组在物种进化及种内种间鉴定等方面意义重大，对其相关研究的展开也变得尤为重要。基于叶绿体基因组的同源性分析成为植物亲缘关系研究的重要手段之一。
[0004]向日葵(Helianthus annuus)，属于菊目菊科向日葵属，来源于北美洲和墨西哥地区，是我国五大油料作物之一，具有极高的食用价值和油用价值，目前在世界各国均被广泛种植，其中种植面积较大的国家主要分布于亚洲和欧美。向日葵作为当前世界上最为重要的油料作物之一，最初引进我国时主要被用于观赏及果实食用，仅少部分的向日葵用于榨油。后随着国家对于油料作物的逐渐重视，向日葵育种相关的科研工作得以迅速发展。目前我国的向日葵种质资源十分丰富，基于这些材料资源的遗传改良和向日葵新品种的选育仍是未来向日葵研究的重要方向。而包含大量遗传信息的基因组研究，可以为向日葵后续研究提供新的方向和途径，对于向日葵遗传背景的明晰及其物种亲缘关系研究和遗传多样性分析都具有重要意义。目前，龙食葵品种向日葵叶绿体基因组研究尚属空白。
[0005]因此，我们组装向日葵杂交种龙食葵的叶绿体基因组，分析其系统发育地位，对黑龙江寒地栽培型向日葵种质鉴定与利用、新品种选育与保护、系统发育与血缘分析等方面的研究具有重要意义。目前，龙食葵品种叶绿体基因组研究尚属空白。根据上述信息，植物叶绿体基因组可为栽培型向日葵品种的种质资源分类鉴定提供更加准确的证据。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种向日葵品种龙食葵叶绿体基因组及其应
用，填补现有技术下基因数据库龙食葵向日葵叶绿体基因组序列的空白，能够用于鉴别龙食葵向日葵品种，为向日葵种质资源的保护、物种鉴定提供技术支撑。
[0007]本专利技术所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
[0008]一种向日葵品种龙食葵叶绿体基因组，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0009]一种向日葵品种龙食葵叶绿体基因组在鉴定向日葵品种中的应用。
[0010]一种向日葵品种龙食葵叶绿体基因组在重建向日葵属系统发育树中的应用。
[0011]一种龙食葵品种鉴定方法，所述鉴定方法包括：
[0012](1)采取CTAB法提取植物基因组总DNA；
[0013](2)通过Illumina Hiseq 2000高通量测序平台完成测序，获取测序原始序列数据；
[0014](3)利用Solexa QA软件去除原始序列中的杂质数据，获得高质量有效数据Clean Reads；
[0015](4)叶绿体基因组拼接、组装；
[0016](5)将组装好的龙食葵叶绿体基因组核苷酸序列与向日葵属的叶绿体基因组核苷酸序列进行比对，当其相似指数达到99.9％以上时，才确定为向日葵。
[0017]优选的，上述技术方案中，步骤(4)的叶绿体基因组拼接和组装的方法为：
[0018](41)使用Solexa QA软件对Fastq文件进行数据处理，便于删除长度较短以及质量较差的reads，选取参数h≥30，L≥60，通过数据处理的方法最终获得用于拼接的clean reads；
[0019](42)从NCBI数据库下载已公布的向日葵叶绿体基因组序列作为参考序列，利用BLAT软件确定contig序列间的相对位置，通过SOAPdenovo软件生成contig并对contig序列进行拼接及校正；
[0020](43)选用高质量的短序列利用GapCloser软件对序列上的gap进行填补，完成叶绿体基因组的拼接和组装；
[0021](44)利用在线软件DOGMA完成叶绿体基因组的注释，从而获得完整的向日葵叶绿体基因组，利用在线软件OGDRAW绘制叶绿体基因组物理图谱。
[0022]优选的，上述技术方案中，所述Solexa QA软件参数：h≥30，L≥60；所述SOAP denove的Version：2；所述Gapcloser的Version：1.12。。
[0023]本专利技术上述技术方案，具有如下有益效果：
[0024]本专利技术首次公开了向日葵新品种龙食葵叶绿体基因组，并将其应用于向日葵的系统发育研究中，解析了龙食葵在向日葵属中的系统发育地位。在此基础上，利用叶绿体全基因组作为向日葵属的超级DNA条形码，用于鉴别向日葵龙食葵新品种，为向日葵种质资源的保护、物种鉴定提供技术支撑，对于典型向日葵属栽培植物育种以及遗传多样性评价、保护与利用具有重要意义。
附图说明
[0025]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。
[0026]图1是龙食葵叶绿体基因组注释图；
[0027]图2是基于叶绿体基因组的向日葵属系统发育树；
[0028]图3是龙食葵的叶绿体基因组与其它几个向日葵属物种的叶绿体基因组核苷酸序列比对图；
[0029]图4是被测样本B的叶绿体基因组与龙食葵的叶绿体基因组核苷酸序列比对图；
[0030]图5是基于被测样本B叶绿体基因组重建的系统发育树。
具体实施方式
[0031]现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。
[0032]实施例1提取样品的总DNA
[0033]本申请采用CTAB方法进行龙食葵品种(以龙赏葵9号为例)叶片组织材料基因组总DNA的提取。
[0034]本实验涉及的试验试剂包括Tris、三氯甲烷、异戊醇、异丙醇、TRIS饱和酚、EDTA、氯化钠、Sodium Acetate、无水乙醇以及β
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种向日葵品种龙食葵叶绿体基因组，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.根据权利要求1所述的向日葵品种龙食葵叶绿体基因组在鉴定向日葵品种中的应用。3.根据权利要求1所述的向日葵品种龙食葵叶绿体基因组在重建向日葵属系统发育树中的应用。4.一种龙食葵品种鉴定方法，其特征在于，所述鉴定方法包括：(1)采取CTAB法提取植物基因组总DNA；(2)通过Illumina Hiseq 2000高通量测序平台完成测序，获取测序原始序列数据；(3)利用Solexa QA软件去除原始序列中的杂质数据，获得高质量有效数据Clean Reads；(4)叶绿体基因组拼接、组装；(5)将组装好的龙食葵叶绿体基因组核苷酸序列与向日葵属的叶绿体基因组核苷酸序列进行比对，当其相似指数达到99.9％以上时，才确定为向日葵。5.根据权利要求4所述的龙食葵品种鉴定方法，其特征在于，步骤(4)的叶绿体基因组拼接和组装的方法为：(41)使用Sole...

【专利技术属性】
技术研发人员：马军，黄绪堂，关洪江，王文军，谢鹏远，周菲，王静，范丽娟，李岑，胡莹莹，孙晶，
申请(专利权)人：黑龙江省农业科学院经济作物研究所，
类型：发明
国别省市：