[发明专利]油菜裂角相关基因及分子标记及应用

说明书

本发明提供了油菜裂角相关基因及分子标记及应用，申请人首次在油菜A09上定位了控制抗裂角的负向效应QTL位点，可解释11.26%~12.07%的表型方差,进一步利用R1和R2基因组上的差异开发一对InDel标记（IF4/IR4），通过基因功能标记检测角果抗裂角不同QTL位点，可以在苗期进行淘汰，不仅节约生产成本而且大大提高选择效率。本发明中抗裂角负效QTL点功能基因位置明确，检测方法方便快速，不受环境影响。通过检测抗裂角性状功能分子标记，即可预测育种材料的抗裂角性，进而准确快速筛选抗裂角油菜株系。

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体涉及油菜裂角相关基因及分子标记及在作物遗传育种及生理上应用。

背景技术

油菜是我国重要的油料作物，现阶段油菜机收落粒问题严重限制着油菜机械化生产水平的提高，提高油菜栽培品种的抗裂角性是现阶段重要育种目标之一。运用数量遗传学和分子生物学手段，通过抗裂角相关基因定位和克隆，不仅为油菜抗裂角分子机制的研究提供理论依据，而且为分子标记辅助选择培育抗裂角品种奠定坚实基础。目前在油菜中能被利用的抗裂角基因，主要来自于通过转基因获得的遗传改良材料，而相关的材料在品种的审定和推广中，因为受到很多法规限制很难真正应用于生产。

油菜和拟南芥同属十字花科，有相同的进化起源，控制拟南芥角果发育和开裂的基因研究得非常深入。拟南芥中控制角果开裂的基因主要有与果瓣边缘层(即离层)发育有关的FRUITFULL(FUL)(Gu et al.1998),SHATTERPROOF1(SHP1)、SHATTERPROOF2(SHP2)(Liljegren et al.2000)，INDEHISCENT(IND)(Liljegren et al.2004),ALCATRAZ(ALC)(Rajani et al.2001),REPLUMLESS(RPL)(Roeder et al.2003)。而且各基因间存在复杂的网络调控机制(Dinneny and Yanofsky 2005)。FUL基因是第一个鉴定出与离区延伸有关的基因，FUL基因作为转录因子能促进角果皮细胞的分化和延伸，Liljegren等(2000)证明SHP1，SHP2能控制离区的分化，促进临近细胞的木质化，但这两类基因同源性较高，而且它们存在功能冗余的活性，即单独突变的突变体不显示突变性状，只有当shp1shp2都突变时，突变体的角果才不开裂。同时FUL基因负调控SHP基因在离区表达，拟南芥的FUL基因转化芥菜性油菜能增强角果的抗裂角性(et al.2006)。油菜与拟南芥角果结构虽然相似，但也存在明显的差异，油菜角果胎坐框突出果瓣并有较长的果喙，而拟南芥角果顶端平滑光秃。基于他们之间结构上的差异，对应得抗裂角基因机制是否一致值得进一步探索。

近年来，随着油菜分子生物学的迅速发展，许多控制裂角的QTL已被定位，但对应抗裂角QTL位点下的关键基因及功能分子标记还没有利用的报道，分析和研究已有角果开裂相关基因的自然遗传变异，研究其机理并通过分子生物学手段调整油菜抗裂角性成为油菜遗传改良的重要突破口。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了油菜裂角相关基因BnSHP1-A9-R2，其序列为SEQ IDNO.2所示。

本发明的另一个目的在于提供了油菜裂角相关基因BnSHP1-A9-R2的InDel序列，所述序列为SEQ ID NO.3所示。

本发明的另一个目的在于提供了一种基于油菜裂角相关基因BnSHP1-A9-R2中的InDel序列设计的分子标记引物，利用该引物可对具备抗裂角性状的油菜进行筛选，有益于油菜的遗传改良，该引物优选为

IF4：ACTTG GGACA TAGCC TAATG ATG

IR4：TCGTA CCACT TTGAT TTCAG ACA。

本发明还有一个目的在于提供了油菜裂角相关基因BnSHP1-A9-R2或油菜裂角相关基因BnSHP1-A9中的InDel序列在制备抗裂角转基因油菜中的应用。