[发明专利]洋葱细胞质雄性不育SCAR标记及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种SCAR标记及其应用，尤其涉及一种洋葱细胞质雄性不育SCAR标记及其在鉴定洋葱细胞质基因型中的应用，属于生物技术领域。

背景技术

洋葱（Alliumcepa.L），又称圆葱、葱头，百合科、葱属，二年生植物，已有5000多年的栽培历史，是世界上主要蔬菜种类之一，素有保健食品的美称，为我国主要的栽培品种和出口品种[HouXL,WuZX.Cultivation,storage and processing of onion in China.In:the international symposyium on the utilization and processing of onions,1997,11:107-121]。据初步统计，我国洋葱种植面积达22.6万hm²（1999），居世界第二位，总产量462.9万t，居世界第一位[苏保乐.创汇蔬菜出口指南.北京:中国农业科技出版社,1999:180-195]。2000年仅美国生产的洋葱产值就超过10亿美元，在蔬菜中列第三，其产值以每年5%的速度递增。洋葱不仅可鲜食，还大量用于加工制品，富含多种硫化物和糖类是其独特风味的主要成分，具有降低和预防血栓形成，降血脂、降血压、抗动脉硬化、预防心肌梗塞的作用，深受消费者的喜爱。

我国上世纪八十年代从日本、美国等国家引种杂交品种，其品质、产量及一致性都明显优于常规种[Berninger E.Contribution a l’etude de la sterilite male de l’oignon(Allium ceps L).Ann Amehor Plantes,1965,15:183-199]。自1925年Jones[JonesH,Clarke A.Inheritance of male sterility in the onion and the production of hybrid seed.Proc Am Soc Horti cSci,1943,43:189-194]首先在“意大利红”（ItalianRed）品种中发现雄性不育株后，国外便开始了洋葱杂种优势利用的研究，在上世纪三十年代至四十年代成功的育成杂交品种，开创了蔬菜品种杂交育种的先例。目前的论文研究主要涉及传统标记、生化标记、分子标记。Havey等[HaveyMJ.Identification of cytoplasms using the polymerase chain reaction to aid in the extraction of maintainer lines from open-pollinated populations of onion Theor Appl Genet,1995,90:263-268]利用PCR胞质鉴定能够快速从开放型传粉洋葱种群中分离出保持系，并利用PCR技术对洋葱cpDNA进行特异扩增，发现100bp的片段可以区分不育系、保持系。之后，利用RFLP分子标记手段找出洋葱雄性可育系和不育系线粒体基因组之间的差异[Havey MJ.Diversity among male-sterility-inducing and male-fertile cytoplasms of onion Theor Appl Genet,2000,101:778-782]。Engelk等[Engelke T,Tatlioglu T.Mitochondrial genome diversity in connection with male sterile in Alliun schoenoprasum L.Theor Appl Genet,2000,100:942-948]也发现洋葱雄性不育与线粒体基因组差异有关。Sato[Sato Y.PCR amplification of CMS-specific mitochondrial nucleotide sequences to identify cytoplasmic genotypes of onion(Allium cepa L.)TheorApplGenet,1998,96:367-370]利用CMS特殊线粒体核苷酸序列的PCR扩增来鉴定洋葱胞质基因型。Holford[HolfordP,CroftJH,NewburyHJ.Differencesbetween,and possible origins of,the cytoplasms found in fertile and male-sterile onions(Allium cepa L.)[J].Theor Appl Genet,1991,82:737-744]利用BamHI、HindIII酶切洋葱mtDNA，EcoRI、HindⅢ,Xbal酶切cpDNA，成功地区分了不育系、保持系。可见，洋葱雄性不育性与叶绿体基因组和线粒体基因组都存在联系。通过研究洋葱胞质不育，已获得了大量的RFLP标记，部分标记已成功应用于筛选、鉴别S胞质和N胞质，Kim[KimS,Lee ET,Cho DY,Han T,Bang H,Patil BS,Ahn YK,Yoon MK.Identification of a novel chimeric gene,orf725,and its use in development of a molecular marker for distinguishing among three cytoplasm type in onion(Allium cepaL.)Theor.Appl.Genet.2009,118:433-441]在S型和T型细胞质中发现了一个嵌合的开放阅读框orf725，并且开发了一个分子标记，能通过一次简单的PCR区分三种洋葱细胞质类型。与传统的“测交-回交、自交”等方法相比，这种技术可大大缩短两系的选育年限，提高育种效率。然而，由于细胞质中的DNA序列产生缺失、插入等变异现象、再加上遗传背景的差异、人工选择和自然选择等，上述的研究成果能否直接应用于我国的洋葱杂交种的选育，目前尚不清楚，需要进行大量的研究工作。