[发明专利]一种消除背景差异的萝卜与甘蓝同源基因功能研究方法

说明书

本发明公开了一种消除背景差异的萝卜与甘蓝同源基因功能研究方法，该方法通过在萝卜与甘蓝远缘杂种中进行转基因或基因编辑，超表达或敲除萝卜和甘蓝的同源基因，比较分析转基因植株和突变体的表型，研究萝卜和甘蓝同源基因的功能及其功能分化。本发明创造性的利用萝卜与甘蓝的种间杂种为研究受体，有效的消除了研究对象的遗传背景差异；在该受体材料上建立了高效的遗传转化和基因编辑技术体系，该研究体系同时操作萝卜和甘蓝两套基因组，在后基因组时代研究物种间的比较功能基因组提供了巨大的技术优势。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种比较研究萝卜与甘蓝同源基因生物学功能及其功能分化的方法，该方法高效并且可以消除植物背景差异对基因功能分析的影响。

背景技术

萝卜(Raphanus sativus)是十字花科萝卜属(Raphanus)的重要蔬菜作物，在全球广泛种植，尤其在中、日、韩等亚洲国家占据蔬菜消费的重要份额。我国先民培育出丰富多样的萝卜品种，是重要的农业生物资源。除了以肉质根为产品的萝卜品种(R.sativusvar.longipinnatus)，还有以嫩荚为产品的长角果萝卜(R.sativus var.caudatus)，以种子为产品的油萝卜(R.sativus var.oleiformis)等变种。欧洲萝卜以樱桃萝卜(R.sativusvar.radicula)为主，同时还有黑萝卜(R.sativus var.niger)等变种。萝卜属的野萝卜(Raphanus raphanistrum)有两个亚种，R.raphanistrum ssp.landra和R.raphanistrumssp.raphanistrum，在欧美成为严重的杂草。在美国，野萝卜与栽培萝卜杂交，进化出比野生萝卜适应能力更强的杂草。甘蓝(Brassica oleracea)是十字花科芸薹属(Brassica)的重要蔬菜，包括结球甘蓝(B.oleracea var.capitata)，花椰菜(B.oleraceavar.botrytis)，青花菜(B.oleracea var.italica)，羽衣甘蓝(B.oleraceavar.acephala)等变种。

萝卜与甘蓝各有其独特的优良品质、营养、抗性基因。这些优良性状和基因的聚合与转育在种质资源创制和新品种选育方面具有重要的应用价值。随着基因组、泛基因组、重测序的完成，大量的同源基因被发掘出来。这些同源基因的具体生物学功能及其在物种间的功能分化亟需揭示。

然而，由于萝卜缺乏有效的遗传转化体系，研究其基因的功能非常困难。甘蓝虽然有遗传转化体系，但是，萝卜基因在甘蓝中异源表达不能真实反映基因在原物种中的实际功能。同时，缺乏一套研究体系在消除遗传背景差异的前提下来研究萝卜、甘蓝同源基因的功能分化，在后基因组时代研究物种间的比较功能基因组。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为：如何提供一种比较研究萝卜与甘蓝同源基因生物学功能及其功能分化的方法，该方法高效并且可以消除植物背景差异对基因功能分析的影响。

本发明的技术方案为：一种消除背景差异的萝卜与甘蓝同源基因功能研究方法，该方法通过在萝卜与甘蓝远缘杂种中进行转基因或基因编辑，超表达或突变萝卜和甘蓝的同源基因，比较分析转基因植株和突变体的表型，研究萝卜和甘蓝同源基因的功能及其功能分化。由于使用的是同一受体植物，可以有效消除遗传背景差异对实验结果的影响。

进一步地，所述萝卜与甘蓝远缘杂种是利用萝卜与甘蓝远缘杂交，杂种植株加倍成异源四倍体，多代自交后使遗传稳定和育性恢复。

进一步地，所述萝卜包括RR基因组的所有亚种、变种，所述甘蓝包括CC基因组的所有亚种、变种，所述异源四倍体是指含有RRCC基因组的植株。

进一步地，所述萝卜与甘蓝远缘杂种的遗传转化是农杆菌介导的遗传转化。

所述遗传转化步骤为：