一种鉴定耐淹乔木抗逆性的分子标记，引物及其筛选方法技术

本发明专利技术提供了一种鉴定耐淹乔木抗逆性的分子标记，引物及其筛选方法，通过5个驯化培育的耐淹乔木品种的质体基因组进行从头组装和13种野外原生种的重新注释、质体基因组的比对及系统发育分析，发现其具有非典型质体基因组结构，增进了对耐淹乔木物种间进化关系和杂交育种的研究。通过对耐淹乔木质体基因组的sIR评估、SNP及InDel分析，发现了耐淹乔木全质体基因组序列中的高度突变的区域，从而筛选出了5个分子标记，进而开发了5对引物，这5对引物可以用于鉴定耐淹乔木的抗逆性，有利于对耐淹乔木的遗传多样性和分子育种的研究。木的遗传多样性和分子育种的研究。

【技术实现步骤摘要】
一种鉴定耐淹乔木抗逆性的分子标记，引物及其筛选方法


[0001]本专利技术属于林业分子生物
，具体涉及一种鉴定耐淹乔木抗逆性的分子标记，引物及其筛选方法。

技术介绍

[0002]耐淹乔木植物种类繁多，主要有水杉属(Metasequoia)，柳杉属(Cryptomeria)，杉木属(Cunninghamia)，落羽杉属(Taxodium)，台湾杉属(Taiwania)，北美红杉属(Sequoia)，巨杉属(Sequoiadendron)，金松属(Sciadopitys)，水松属(Glyptostrobus)等。大部分分布于北温带，起源于早侏罗纪东亚中高纬度的东北地区。耐淹乔木植物喜温暖潮湿环境，树型挺拔美观，叶色有明显的季相变化，观赏价值高，在现代园林观赏及绿化应用树种中的作用较大。其中，水杉(Metasequoia glyptostroboides)是中国特有的独属独种，国家Ⅰ级保护孑遗植物，适应性强，喜湿润生长快，材质轻软，树姿优美，可供建筑、板料、造纸及庭园观赏树等用。台湾杉(Taiwania cryptomerioides)是国家Ⅱ级野生保护植物，台湾杉属的2种均系高大乔木，林木数量较少，宜加强繁殖保护力度。杉木(Cunninghamia lanceolata)和柳杉(Cryptomeria japonica var.sinensis)栽培较广，品种繁多用途多样，是长江流域以南特有的乡土树种和主要的造林树种，许多山区尚有数百年生的古树名木。水松(Glyptostrobus pensilis)野生林木少，根部木质轻松，浮力大，可为救生工具及软木制品。落羽杉属(Taxodium)种间杂交成功育种“中山杉”(Taxodium sp.Zhongshanshan)，是中国国家级的园林绿化优秀的新品种，耐湿、耐腐蚀和耐盐碱，树冠优美，在园林绿化、生态修复和河滩造林等领域中发挥着重要作用。但是目前对耐淹乔木的研究主要集中在生理生化、表型及抗逆性的研究，从基因层面揭示其抗逆性的研究较少。为了充分利用耐淹乔木的种质资源，加快人工育种中抗逆性物种的筛选，分子标记的筛选就显得尤为重要。
[0003]质体是一种陆地植物细胞特有的结构，含有独立于细胞核的质体基因组，质体基因组是植物三大遗传系统之一，并且具有的基因组成和结构保守性等不同于核基因组的特性，因而已经被越来越多的用于研究植物进化和系统发育研究。除少数例外情况，种子植物的质体基因组在结构、基因和内含子含量、基因顺序方面呈总体稳定状态，且植物的质体基因组具有典型的四分体结构，通常有一个大单拷贝区(Large single
‑
copy regions，LSC)和一个小单拷贝区(Small single
‑
copy regions，SSC)组成，它们之间被两个反向重复序列(Inverted repeats，IRa/b)隔开。而裸子植物相对而言质体基因组的遗传变异更加显著，其中IR区可能因普遍缺失形成了一种具有重组变异频率更大的小IR区(Small inverted repeats，sIRs)，形成了一种比其他高等植物变异频率更高的非典型质体基因组结构，可以用于揭示特异性分化和抗逆性差异。此外质体基因组存在操纵子结构，以单亲遗传为主，比核基因更加保守和稳定，有研究表明其进化速率约为核DNA进化速率的1/5，因此质体基因组被广泛用于物种的起源、分类研究以及开发植物鉴定的DNA条形码。因此通过对耐淹乔木的非典型质体基因组的研究，筛选出分子标记并开发引物，可以鉴定耐淹乔木的抗逆性进化程度，辅助分子育种，培育出新的耐淹乔木品种。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种鉴定耐淹乔木抗逆性的分子标记，引物及其筛选方法，通过对耐淹乔木的基因组进行测序比对，组装注释获得了5个驯化培育耐淹乔木品种的全质体基因组，然后通过对全质体基因组的分析，获得了高变的基因片段，并开发了用于鉴定耐淹乔木抗逆性的分子标记及引物。
[0005]本专利技术具体采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术提供一种鉴定耐淹乔木抗逆性的分子标记，包括rpl36
‑
rpl2，ycf3
‑
atpF，rpoB
‑
ndhG，ndhG
‑
Interval(ycf2
‑
ycf1)，Interval(ycf2
‑
ycf1)中的任意一种。
[0007]优选的，耐淹乔木为糠杉Cunninghamia lanceolata(Normal)，红心杉Cunninghamia lanceolata(Red
‑
heart)，柳杉Cryptomeria japonica var.sinensis，秃杉Taiwania flousiana，水杉Metasequoia glyptostroboide中的任意一种。
[0008]本专利技术还提供一种鉴定耐淹乔木抗逆性的引物，其至少含有以下任意一对引物：
[0009]引物对rpl36
‑
rpl2的核苷酸序列如SEQ ID NO:1
‑
2所示；
[0010]引物对ycf3
‑
atpF的核苷酸序列如SEQ ID NO:3
‑
4所示；
[0011]引物对rpoB
‑
ndhG的核苷酸序列如SEQ ID NO:5
‑
6所示；
[0012]引物对ndhG
‑
Interval的核苷酸序列如SEQ ID NO:7
‑
8所示；
[0013]引物对Interval(ycf2
‑
ycf1)的核苷酸序列如SEQ ID NO:9
‑
10所示。
[0014]本专利技术还提供一种上述引物在耐淹乔木抗逆性鉴定中的应用。
[0015]本专利技术还提供一种鉴定耐淹乔木抗逆性的分子标记的筛选方法，具体包括如下步骤：
[0016](1)采集5个驯化培育的耐淹乔木的新鲜叶片，利用改良的CTAB法提取总基因组并测序，将测序合格的DNA样品利用核苷酸片段化酶随机打断构建文库，然后对文库中的DNA样品利用Illumina Novaseq 6000平台进行双末端扫描测序，得到4
‑
6GB的原始数据；
[0017](2)利用BWA软件将原始数据映射到参考质体基因组中，经CLC Genomics Workbench组装，然后通过Sanger测序校正得到5个耐淹乔木品种的完整质体基因组；
[0018](3)从GeneBank上下载13个野外原生种的质体基因组信息，与完整质体基因组一起提交至DOGMA上重新注释，经人工更正并利用CAP3进行Contigs合并和去冗余得到5个耐淹乔木品种的全质体基因组，并将其提交至GeneBank网站；
[0019](4)将5个耐淹乔木品种的全质体基因组与裸子植物的孑遗物种的质体基因组进行比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种鉴定耐淹乔木抗逆性的分子标记，其特征在于：所述分子标记为rpl36
‑
rpl2，ycf3
‑
atpF，rpoB
‑
ndhG，ndhG
‑
Interval（ycf2
‑
ycf1），Interval（ycf2
‑
ycf1）中的任意一种。2.根据权利要求1所述的一种鉴定耐淹乔木抗逆性的分子标记，其特征在于：所述耐淹乔木为糠杉Cunninghamia lanceolata（Normal），红心杉Cunninghamia lanceolata（Red
‑
heart），柳杉Cryptomeria japonica var.sinensis，秃杉Taiwania flousiana，水杉Metasequoia glyptostroboide中的任意一种。3.一种鉴定耐淹乔木抗逆性的引物，其特征在于：所述引物至少含有以下任意一对引物：引物对rpl36
‑
rpl2的核苷酸序列如SEQ ID NO:1
‑
2所示；引物对ycf3
‑
atpF的核苷酸序列如SEQ ID NO:3
‑
4所示；引物对rpoB
‑
ndhG的核苷酸序列如SEQ ID NO:5
‑
6所示；引物对ndhG
‑
Interval的核苷酸序列如SEQ ID NO:7
‑
8所示；引物对Interval（ycf2
‑
ycf1）的核苷酸序列如SEQ ID NO:9
‑
10所示。4.根据权利要求3所述的引物在耐淹乔木抗逆性鉴定中的应用。5.一种鉴定耐淹乔木抗逆性...

【专利技术属性】
技术研发人员：李豪，黄桂云，邱利文，胡梅香，朱豪飞，张广欣，李翩翩，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团有限公司，
类型：发明
国别省市：