[发明专利]一种影响萝卜呈紫色性状的F3’H等位基因及其鉴定方法

说明书

一种影响萝卜红/紫色性状的RsF3'H等位基因及其鉴定方法，基于来自云南红萝卜特异种质资源的高代自交系RR1(红皮红肉)与加工型白萝卜高代自交系WR1(白皮白肉)杂交产生的F₂代遗传群体，构建了相应的遗传图谱，并根据F₂代个体的植株(根皮、根肉)花青素含量数据，定位到RsF3'H(LOC108814778)基因是决定萝卜植株具有呈紫色性状潜力或呈红色性状潜力的关键基因，红肉类型萝卜中该基因的单倍型RsF3'H‑RR1与参考序列相比，在第775bp处有一段507bp的碱基插入，这一插入致使RsF3'H‑RR1提前形成了终止密码子而失去功能，使萝卜呈现红色性状。

技术领域

本发明涉及影响萝卜呈紫色性状的基因研究领域，特别涉及一种影响萝卜呈紫色性状的F3/H等位基因及其鉴定方法。

背景技术

萝卜(Raphanus sativusL.)为十字花科萝卜属二年生或一年生园艺作物，在中国常年栽培面积仅次于大白菜，在农业生产中占有重要地位，具有较高的食药用价值。我国萝卜种质资源丰富，在长期的自然和人工选择下，形成了了不同皮、肉色类型萝卜品种。部分萝卜品种中富含花青素(anthocyanidin)，因萝卜花青素颜色稳定，并具有抗氧化活性等特点，是优质的天然着色剂，在食品及化妆品工业中广泛使用。云南红萝卜是以通海乌萝卜和兰坪紫萝卜为代表的一类富含花青素的特异种质资源，以该类资源为原料，云南省自20世纪90年代开始在通海县、兰坪县和东川市大力发展萝卜红色素加工产业，所生产的产品获得了原产地标记认证。但是，由于生产上使用的色素萝卜品种种质混杂，根形差异大，色素含量不均，常常在后代中出现红色\紫色等性状分离，致使萝卜红色素提取工艺难度增大，阻碍了产品品质的提升，制约了萝卜红色素产业的进一步发展。

花青素(anthocyanidin)是植物中最大的一类水溶性色素，属于黄酮类代谢物质，具有抑制细胞突变增殖、抗炎、抗菌、抗氧化及降血压等功效(He and Giusti，2010)。植物中的花青素合成途径是保守的，作为花青素生物合成的直接前体，苯丙氨酸在苯丙氨酸裂解酶(PAL)和肉桂酸羧化酶(C4H)的活性调控下生成4-香豆酰CoA；然后，在查尔酮合成酶(CHS)和黄烷酮-3-羟化酶(F3H)的活性调控下，4-香豆酰CoA和丙二酰CoA进一步形成二氢黄酮醇；最后二氢黄酮醇在二氢黄酮醇还原酶(DFR)的催化下生成无色花青素，并进一步在花青素合成酶(ANS/LDOX)和类黄酮-3-o葡糖基转移酶的催化作用下将无色花青素转变成蓝紫色的翠雀素葡糖苷、砖红色的花葵素葡糖苷和矢车菊色素葡糖苷等三种类型。而类黄酮3-羟化酶(Flavonoid 3'-hydroxylase，F3'H)和类黄酮3,5-羟化酶(Flavonoid 3',5’hydroxylase，F3',5’H)在决定植物合成花青素类型的过程中起着重要作用。

研究证明天竺葵素和矢车菊色素的比例影响萝卜的根色，其中天竺葵素和矢车菊色素主要与萝卜植株红/紫性状有关(Yi et al.，2018)。萝卜F3'H的功能突变会导致植株具有显示紫色的潜力(Masukawa et al.，2018)。为阐明云南红萝卜肉质根花青素特异积累的分子机制，本发明人所在课题组利用选育自云南红萝卜地方材料的红皮红肉高代自交系RR1(P₁)与加工型萝卜(白皮白肉)高代自交系WR1(P₂)进行杂交，创制了BC₁P₁、BC₁P₂、F₁、F₂遗传群体，并对两个亲本材料及200个F₂代材料分别进行重测序及SLAF简化基因组测序，利用F₂遗传群体构建了高密度遗传图谱，对肉质根花青素显色性状关联QTL定位进行了研究。