[发明专利]一种甘蔗杂种真实性鉴定的分子标记体系及其开发方法

说明书

本发明涉及生物信息学与分子遗传育种技术领域，尤其涉及一种甘蔗杂种真实性鉴定的分子标记体系及其开发方法，通过对甘蔗现代栽培种的两个亲本割手密种和热带种的全基因组DNA序列的比较，选取种间差异的同源序列并分别设计分子标记引物，采用多个热带种和割手密种材料进行PCR扩增及电泳检测后，选取覆盖不同染色体共计8个种间多态的分子标记，该标记系统在杂种F1产生杂合带型。本发明的热带种与割手密种间多态标记可检测甘蔗杂交种真实性，由于标记覆盖全部染色体可大大降低真实杂种漏检率，同时，各个标记在种内具有高度保守性，可用于不同亲本组合间的杂种后代真实性鉴定，具有较好普遍适用性。

技术领域

本发明涉及生物信息学与分子遗传育种技术领域，尤其涉及一种甘蔗杂种真实性鉴定的分子标记体系及其开发方法。

背景技术

甘蔗是全球最为重要的糖料与能源作物，其蔗糖产量占世界蔗糖产量的80％以上。现代甘蔗栽培种主要由具有高糖含量的热带种和抗逆性强的割手密种杂交而来。但是，热带种和割手密种均为多倍体植物，基因组复杂。热带种是一个含有80条染色体的八倍体(2n＝8x＝80)；割手密种的基因组较热带种更为复杂，其不同材料(clone，克隆)间往往具有不同的染色体组成。目前，已发现从2n＝40至2n＝128多达近40个不同的染色体数目类型的割手密种材料，其基因组包含从四倍体到十三倍体等多种倍性类型。同时，由于甘蔗花为圆锥花序，花结构小且多，人工去雄十分困难，因此，杂交后代杂种真实性鉴定成为甘蔗杂交育种工作关键。但是，至今仍没有建立高效且具有普遍适用性的杂种真实性鉴定方法，严重制约了甘蔗杂交制种工作的开展。

近年来，人们通过筛选亲本多态标记方法，尝试进行杂种真实性的筛选工作。其原理是采用现有分子标记在杂交亲本间进行PCR和电泳检测，获取具有多态的标记，并用于杂交后代的杂种真实性检测。这一方法主要存在三个问题：一是，可利用标记数量十分有限。甘蔗基因组十分复杂，分子标记开发进展缓慢，目前所用的标记主要来源于近缘物种如高粱等材料的分子标记，因此，难以获得足够数量的亲本间的多态标记。二是，杂种真实性鉴定过程漏筛严重。由于标记数量少，特别是标记分布不均匀，即获得的标记可能仅仅来源于少数染色体区间，因此在杂种真实性鉴定过程会导致严重的漏筛情况。如，由于重组使得杂交后代未能带有检测标记所覆盖的染色体，则会被认为是假杂种而淘汰，导致漏检。三是，现有标记适用性较差，无法作为通用标记进行杂种真实性利用。例如，某一标记在某一杂交亲本组合间具有多态，但在其它亲本组合间无差异等。这主要是由于标记并未进行种内筛选，不具备种内保守性导致。这些问题严重制约了甘蔗杂交制种工作的开展，因此，亟待针对甘蔗现代栽培种的两个亲本种进行标记开发，建立种内保守、覆盖不同染色体的种间多态标记体系。开发上述多态标记将对甘蔗杂种真实性鉴定起到极大推动作用，也将对甘蔗遗传育种工作开展提供重要借鉴。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种甘蔗杂种真实性鉴定的分子标记体系及其开发方法，通过采用生物信息分析进行两个物种基因组序列比较分析，获得差异DNA序列，并设计分子标记引物、电泳检测后，筛选种内保守、种间多态且覆盖不同染色体的标记；该标记可大大降低漏检率，且具有较高适用性，为甘蔗杂种真实性鉴定提供了一种可靠、高效的新方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种甘蔗杂种真实性鉴定的分子标记体系，所述分子标记体系由8个来自不同染色体且在割手密种和热带种间具有多态的分子标记构成，名称分别为SsCh1、SsCh2、SsCh3、SsCh4、SsCh5、SsCh6、SsCh7及SsCh8；其扩增引物的核苷酸序列分别为SEQ ID NO.1-16所示。

本发明还提供了一种甘蔗杂种真实性鉴定的分子标记体系的开发方法，包括如下步骤：

步骤1、首先，采用生物信息分析方法比对热带种和割手密种基因组，获得两者具有差异的同源DNA序列；