[发明专利]鉴定西瓜籽粒大小的InDel分子标记及其引物和应用

说明书

本发明涉及一种鉴定西瓜籽粒大小的InDel分子标记及其引物和在西瓜籽粒大小育种中的应用。该InDel分子标记的核苷酸序列为：TAGCAAGAGCGTTACTACTTCAACTAAAAATATCCATTTCATTTTA，其引物序列：InDel14_S6F：TGGTTGTTTCTTTTAGGTGGTA；InDel14_S6R：AGCGATTATGAGCAATTTTA。本发明通过QTL初定位在6号连锁群定位到了千粒重的主效QTL，并结合亲本重测序制备到与西瓜籽粒大小紧密连锁的InDel分子标记及其引物和在西瓜籽粒大小育种中的应用，可为西瓜籽粒大小选育提供新手段，加速西瓜籽粒大小性状的改良进程，提高育种的准确性和选择效率。

技术领域

本发明属于分子生物学领域，具体涉及一种鉴定西瓜籽粒大小的InDel分子标记及其引物和应用。

背景技术

西瓜的第一用途是鲜食，果肉是食用部分，籽粒偏大影响食用，消费者喜欢无籽或是籽粒较小的西瓜，因此小粒品种是栽培西瓜的育种目标之一。西瓜的另一用途是籽用，种子是籽用西瓜主要的产品。研究表明，籽用西瓜种子是优质的蛋白质和植物油资源，并含有丰富的维生素D，因此，大粒品种是籽用西瓜的主要育种目标。在资源搜集和数据采集的过程中，本发明人发现大粒的通常是野生西瓜、黏籽西瓜和地方品种，品质较差；小粒多为普通栽培西瓜，品质较好，不同品种间种子籽粒大小差异明显，因此籽粒大小也是西瓜的一个主要分类性状。

国内外西瓜籽粒大小的研究主要集中在对控制种子大小、千粒重的基因进行传统的遗传分析。Weetman (1937)和尚建立等（2015）的研究表明粒重倾向于单基因控制的质量性状。张杨（2013）和周延峰（2014）的研究均表明粒重都是受一对主基因控制。Pool 等（1941）发现了l和s这一对控制种子长短的等位基因，Kensler等（1958）和Shimotsuma等（1963）的研究也证实了这一结果。然而，Tanaka等（1995）发现了控制小粒的基因Ti，与l和s为非等位基因。Zhang等（1996）的研究表明tomato西瓜种子由单隐性基因ts控制。虽然采用的试验材料与方法不同，所得结论也不完全一致，但这些研究有一些共同点，都认为种子大小属于质量性状，小粒种子显性于大粒种子，且由单基因控制。另一方面，翟文强等（1995）以粒重具有显著差异的两个西瓜高代自交系为亲本研究杂交后代的粒重，西瓜种子千粒重表现为数量性状遗传的特点。Prothro等（2012）利用重组自交系和F₂群体研究籽粒大小，表明粒重是典型的数量性状。

传统的遗传学采用数理统计的方法，只能将控制质量/数量性状的一个或多个基因作为一个整体进行研究，不能确定单个质量/数量性状基因在染色体上位置及效应(徐云碧, 1992)。随着分子标记技术发展和分子数量遗传学的完善，使得鉴定复杂数量性状的遗传位点（QTL）成为可能。但是由于西瓜基础研究的相对滞后，西瓜QTL定位研究较少，而涉及籽粒大小的则更少。范敏等（2000）利用F₂群体定位了影响种子千粒重的6个QTL，与之连锁的多为同工酶等生化标记。Hawkins等（2001）利用单因素分析的方法检测到与粒长和粒宽连锁的RAPD分子标记。易克（2002）利用重组自交系群体（RILs）定位了一个效应较低的千粒重QTL，其侧翼的分子标记是AFLP标记。随着西瓜基因组测序的完成，Prothro 等（2012）利用两个西瓜群体在6号染色体上都检测到了一个籽粒大小主效QTL，其侧翼的分子标记皆为SNP标记，分别为NW0251236(5.80Mb)、NW0250242(6.44Mb)和NW0248118(5.04Mb)、NW0248583(6.41)。利用不同的遗传背景（egusi西瓜），Meru 和 McGregor（2013）在6号染色体也检测到了籽粒大小主效QTL（最近的遗传标记为NW0250854，对应的物理位置为4.58Mb）。这些基于测序产生的SNP标记不能直接用于分子标记辅助选择，即使可以转化为可用的标记（比如CAPS/dCAPS），检测过程需要酶切，成本较高，步骤繁琐。而基于全基因组重测序的插入/缺失（InDel）标记为共显性标记，检测容易，成本低廉，但尚存在一些不如意之处，如变异较少、稳定性不够等。

发明内容