[发明专利]一种与油菜根表面积关联的分子标记及应用

说明书

本发明公开了一种与油菜根表面积关联的分子标记及应用。本发明首次获得了与油菜根表面积显著关联的基因组单倍型区域，位于油菜C08染色体的第32,337,226碱基至第32,365,749碱基之间，位于其中第32340658碱基处的SNP（单核苷酸多态性）标记的显著水平最高，可解释15.76％的表型变异。根据该分子标记设计的引物为S42‑F：CGGTTACGTTAATAGTTATCCGAA，S42‑R：TGTAGTTTTTCACATCACATTAAGG。通过检查与油菜根表面积显著关联的分子标记S42，即可预测油菜根表面积大小，进而快速准确筛选根表面积较大的优良单株。

技术领域

本发明属于分子生物学及遗传育种技术领域，具体涉及一种与甘蓝型油菜根表面积显著关联的基因组单倍型区域，以及基于此开发的与甘蓝型油菜根表面积显著关联的分子标记及其应用。

背景技术

近年来，我国国产植物油自给率仅为35％左右，严重威胁着我国食用油供给安全(华玮等，2016)。油菜是我国第一大油料作物(Hu等，2016)，菜籽油是国产食用植物油的第一大来源。然而，与加拿大等菜籽出口国相比，我国油菜产业存在着产油量不高的问题，制约了其国际竞争力。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是主要出路。目前我国油菜高油份育种取得突破(傅廷栋，2014)而单产仍然低于世界平均水平(http://apps.fas.usda.gov/psdonline/)且增加十分缓慢，这严重影响了农民种植油菜的经济效益和油菜产业的国际竞争力。因此，如何提高油菜单产是保证我国食用油安全的关键。

根系是土壤与植物地上部之间物质交换的重要桥梁，根系发达有利于植株固定、水分和养分吸收利用以及植物激素合成、分泌和转运等。根系构型是植物根系生长和分支的综合表现，它主要通过影响根系对土壤中空间异质性分布的水分和养分的吸收和利用来影响植物地上部的生物量、单株产量(Meister et al.,2014)。在水稻、大豆、玉米、小麦中，国内外大量研究表明根系构型性状与生物量、单株产量之间存在显著相关性(金剑等，2004；刘永霞等，2010；周广生等，2010；褚光等，2014；田中伟等，2015；Moudal and Kuleet,2004；Partha et al.,2004)。油菜是单株生产力较强的油料作物，其植株的生产力依赖于根系的强有力支撑，目前许多栽培措施都是通过影响根系功能来改变植株对土壤水分和养分的利用效率从而达到高产的目的，因此，构建优良根系构型是提高油菜生产力的有效途径。

近年来人们已经逐渐认识到根系性状分子机制解析对作物遗传改良的重要性，并开展了相关工作。目前已发表的水稻、玉米、小麦等农作物根系性状相关QTL多达数百个，主要侧重于根茎粗、根干重、总根长、总根数和根系活力等(班超等，2009；任永哲等，2011；Maiet al.,2014；Meister et al.,2014；Manavalan et al.,2015；Song W et al.,2016)。其中一些调控根系性状的主效QTL位点可以解释30％以上的表型变异，甚至有在生产上直接应用的潜力(Uga et al.,2011；Li JZ et al.,2015；Salvi et al.,2016)。但是在油菜中关于根系形态的QTL的克隆目前还没有报道。本发明通过对油菜根表面积性状的全基因组关联分析，旨在找到对油菜根表面积具有改良效应的基因组区域，并基于此开发实用的分子标记，用于油菜根系育种改良的标记辅助选择。

发明内容

本发明的目的是在于提供了基于油菜C08染色体上位于该区域第32340658个碱基设计的引物在油菜根表面积筛选育种上的应用，包括检测包含有油菜C08染色体上第32340658个碱基的油菜序列的试剂在油菜根表面积筛选育种上的应用。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

(1)收集280份来自世界各个国家的甘蓝型油菜自交系作为油菜核心关联群体，采集关联群体各株系的单株叶片，用CTAB法提取总DNA，利用油菜60K SNP芯片对每个样本进行基因型分析。