[发明专利]甜高粱高糖基因的SCAR标记

说明书

技术领域

本发明涉及甜高粱高糖基因的SCAR标记，特别是甜高粱高糖基因的标记的RAPD标记以及由该标记转化的SCAR标记，属于生物技术领域。 

背景技术

随着全球工业水平的提高能源消耗越来越大，石油化工等不可再生资源短缺是人们普遍关注的问题。我国是世界第二大能源消费国，对于再生能源物质的开发已成为农业生产中的重点。酒精是清洁汽油生产的主要替代物，车用乙醇汽油是在现有的车用汽油中加入改性后的燃料酒精，汽车动力性能增加,可防止在北方冬季汽油管冻结，也可大大减轻对臭氧层的危害,植物燃料酒精的利用具有环境和经济的双重效益。 

目前我国解决能源短缺问题主要是利用可再生能源来代替石化燃料，甜高粱酒精燃料的开发将对我国产业机构的调整、能源安全和环境保护起到举足轻重的作用。 

在我国农业生产中，甜高粱以其优良的品种特性已越来越受到关注，当前已经推广到24个省、市、自治区，仅北京、天津二市种植面积就达6万亩以上。甜高粱耐涝，耐旱，耐盐碱，被称为作物中的“骆驼”，甜高粱是C₄植物，具有极高的光合速率，生物学产量极高，它不仅每亩收获100～400kg的粮食，更重要的是每亩可产4000～5000kg富含糖分(含糖17%～21%)的茎秆。研究表明，每亩甜高粱每天合成的碳水化合物可生产3.2L酒精，是玉米的3.2倍、小麦的16倍。从榨汁后的残渣中还可获得占总收获量50%以上的酒精。所以说提高甜高粱的含糖量可以增加酒精的合成量，有助 于降低生产乙醇燃料的成本，从而促使乙醇燃料可以在世界范围内广泛地使用。除此之外，甜高粱的糖料价值和饲料价值也主要体现在其含糖量高于甜菜、玉米等经济作物。进一步提高甜高粱的含糖量即可迅速提升其利用价值，在生产实践中具有极其重要的意义，因此选育高含糖量的优良品种是科研工作者面临的重要的课题。 

选育甜高粱的优良品种是提高茎秆含糖量的最有效途径，而应用生物技术中的分子标记方法鉴选甜高粱新材料。通过加强对甜高粱抗病、抗虫、特别是含糖量等性状的遗传规律和分子标记研究，实现在实验室内的选择鉴定，将会大幅度提高选育的准确性和效率。 

长期以来，作物育种的选择都是依靠表现型进行的，而分子标记辅助选择MMAS(Molecular Marker-Assisted Selection)，将给传统的育种研究带来深刻变革。本发明应用RAPD和SCAR技术相结合，对高糖基因进行分子标记研究，以期通过标记筛选获得甜高粱高含糖量的新材料。 

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，而将RAPD和SCAR两种标记技术结合起来，以甜高粱LTR102（母本），高粱654（父本）以及它们杂交的F₅代为试材，筛选和甜高粱高糖基因紧密连锁的分子标记，并获得了一条甜高粱高糖基因的DNA特异谱带。 

本发明的目的一：应用PCR扩增技术获得了一个与甜高粱高糖基因紧密连锁的S336₁₁₁₉标记。 

本发明的目的二：将RAPD标记转化为稳定性、重复性强的SCAR标记，并用此标记对F₅代进行了检测，建立甜高粱高糖品种筛选的快速鉴定标准，为实践了分子标记辅助育种、缩短育种周期提供了技术保障。 

(1)F₅群体的构建： 

本发明以甜高粱LTR102为母本，高粱654为父本，杂交获得F₅代，其中87株高糖及33株低糖。 

应用分离群体分组分析法(Bulked Segregation Analysis)即BSA法。将F₅代分为高池及低池，高池和低池是分别由F₅代87株高糖株叶片及33株低糖株叶片提取DNA混匀而成，制备时每株均取10ngDNA。 

(2)确定提取甜高粱叶片总DNA的最佳方法。即CTAB-Ⅱ法。 

(3)应用PCR扩增仪，建立并优化了高粱RAPD反应体系，获得了稳定高效的RAPD扩增结果。 

(4)首次获得了与甜高粱高糖基因紧密连锁的RAPD标记。应用RAPD技术筛选400条随机引物，其中引物S336₁₁₁₉与甜高粱高糖基因紧密连锁。 

(5)首次对甜高粱高糖基因的RAPD标记进行克隆测序。将特异的S336₁₁₁₉DNA片段回收纯化之后，测序结果表明，片段长分别为1119bp。故将这个标记命名为S336₁₁₁₉。