一种油菜角果数主效qtl的分子标记及应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于油菜分子育种和生物技术领域，具体涉及一种与甘蓝型油菜角果数主 效QTL位点紧密连锁的分子标记及其应用。
【背景技术】
[0002] 油菜是我国最重要的油料作物之一，种植面积和总产量都占全世界的三分之一左 右（傅廷栋，2010)。菜籽油占我国国产油料作物产油量的55%以上，是国产食用植物油的 第一大来源，在国家食用油供给安全战略中地位十分重要（王汉中2006)。近年来，我国国 产植物油年产量仅维持在900-1000万吨左右，自给率不足40%且有进一步下降的趋势，这 对我国食用植物油供给安全造成了重大威胁（王汉中，2004)。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（=单产X含油量）是主要出路。近 年来，我国油菜品种含油量提高较快而单产增加十分缓慢，这严重影响了农民种植油菜的 经济效益和积极性。因此，提高油菜单产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（殷艳，2011)。
[0003] 在同一种植密度条件下，油菜单产取决于单株产量，而单株产量直接决定于全株 角果数、每角粒数和粒重三个产量构成因子。其中，角果数和单株产量的相关性最高（俞琦 英等，2010)，对其贡献最大。虽然油菜单株产量的三个构成因子（单株角果数、每角粒数和 粒重）之间表现不同程度的负相关，但其相关系数往往不大（Shi et al. 2009)，这表明可以 通过提高单个产量构成因子（如角果数）来增加产量（Zhang et al. 2007)。研究表明，我 国2001-2010年国家审定冬油菜品种产量构成因子的平均值（如单株角果数仅有395个） 跟油菜种质资源的最高水平（700个左右）相比还有相当差距（张芳等，2012)，这表明油菜 产量的提高还有很大潜力。
[0004] 随着分子生物学和分子遗传学的发展，育种家们对性状的选择正在逐渐实现由 表型选择向基因型选择的过渡（Xu et al. 2010)。分子标记辅助育种是将分子遗传学与传 统的表型选择有效结合的一种新的育种手段，其基本原理是在油菜育种过程中直接利用 与目标性状基因紧密连锁或共分离的分子标记对选择个体进行目标区域以及全基因组筛 选，以达到提高目标性状选择效率、缩短育种年限的目的。分子标记辅助选择育种技术的 关键是鉴定与重要农艺性状紧密连锁的DNA分子标记。近年来，美国等发达国家都投入巨 资开展这方面的研究工作。伴随着水稻、玉米、小麦等重要作物农艺性状分子标记的开发， 利用筛选到的分子标记进行辅助选择育种已渐趋成熟，目标性状也从简单的单基因质量性 状扩展到复杂的多基因数量性状。与发达国家相比，我国油菜分子育种研究起步较晚还有 较大差距，主要体现在：不能有效地发掘和利用种质资源中的有利基因，缺乏有自主知识产 权及育种价值的基因和标记等（王汉中等，2010)。
[0005] 大多数重要的农艺性状（如产量、品质、抗性等）均表现数量性状的遗传特点，表 型连续分布且易受环境条件的影响，因此基于表型选择的常规育种方法对复杂数量性状 的选择效果不好，致使育种效率低下，育种周期延长。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（quantitative trait loci，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 (Paterson et al. 1988)。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。
[0006] 目前对油菜角果数的QTL定位研究也有一些报道（沈金雄等，2003 ;张书芬等， 2006 ;易斌等，2006 ;高必军等，2007 ;Radoev et al. 2008 ;Shi et al. 2009 ;王峰等，2010 ; 吴建忠等，2010 ;孙美玉等，2013)，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。本研究利用在角果数性状上有极显著差异的油菜品种（系）构建的分离 群体进行通过多年QTL定位，旨在分离对油菜角果数具有稳定和较大效应的主效QTL位点， 并开发出与其紧密连锁的分子标记用于油菜角果数性状的辅助选择。
【发明内容】
[0007] 本发明目的是在于提供了一种与甘蓝型油菜角果数主效QTL位点紧密连锁的分 子标记 CNU400,该分子标记通过引物 CNU400F:5' -CGAGTTTTTGTGTGTACGTATAGTAAT-3' 和 CNU400R :5' -CCAAAGTGCGTAAAGGAAGG-3' 扩增得到。
[0008] 本发明的另一个目的在于提供了一种与甘蓝型油菜角果数主效QTL位点紧密连 锁的分子标记的应用。可用于分子标记辅助选择、以及该主效QTL的精细定位和图位克隆。 本发明为油菜育种提供了新手段，可加速油菜角果数性状的改良进程，提高育种的准确性 和选择效率。
[0009] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：
[0010] 一种油菜角果数性状主效QTL位点的筛选方法，它包括如下步骤：
[0011] (1)利用油菜中双11号和73290杂交，杂种F1代自交产生F2和&: 3代分离群体。
[0012] (2)采用CTAB法（Doyle et al. 1987)提取亲本中双11和73290及F2分离群 体的叶片总DNA，过程中所用到的试剂包括提取液（1.4M NaCl，IOOmM Tris，pH 8.0, 20m M EDTA，pH 8. 0,2% CTAB)、氯仿、异戊醇、无水乙醇；
[0013] (3)合成油菜公开（http://www. ukcrop. net/Brassica DB)和自主开发的 SSRjPI STS 引物（Wang et al. 2012 ;Huang et al. 2013 ;Shi et al. 2014,），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。过程中所用到的主要软件包括SSRPrimer，BWA和samtools ;主要试剂包括Taq酶、 dNTP、丙烯酰胺、尿素、冰醋酸、硝酸银等，
[0014] (4)利用多态性引物对F2分离群体进行分子标记分析，获得基因型数据。过程中 用到的主要试剂同上；
[0015] (5)把F2分离群体的基因型数据输入Joinmap4. 0软件，进行遗传连锁图谱的构 建；
[0016] (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和F2:3群体 的角果数性状数据输入WinQTLcart2. 5软件进行QTL定位，总共检测到了十来个控制角果 数的QTL。其中，位于A6连锁群上的QTL在两个群体和三个年份中能重复检测到，而且效应 值和贡献率最大。
[0017] 利用上述技术措施，申请人最终获得了油菜角果数性状的主效QTL位点qPN.A6， 该主效QTL位点位于油菜A6染色体，与SSR标记CNU400紧密连锁，其引物序列为CNU400F :5' -CGAGTTTTTGTGTGTACGTATAGTAAT-3' 和 CNU400R :5' -CCAAAGTGCGTAAAGGAAGG-3'。在中 双11号和73290中分别可扩增出229和260bp大小的条带。利用WinQTLCart2. 5软件分 析测得其对油菜角果数的平均贡献率为18. 5%，加性效应为-6. 5,显性效应
文档序号 :
【 8483910 】
技术研发人员：王汉中,师家勤,杨玉花,叶姜,刘贵华,王新发
技术所有人：中国农业科学院油料作物研究所
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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