[發(fā)明專(zhuān)利]馬鈴薯抗低溫糖化分子標(biāo)記組合及其在馬鈴薯抗低溫糖化育種中的應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610284961.9
• 申請(qǐng)日: 2016-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105713991A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋波濤;肖桂林;謝從華;柳俊;黃維;曹紅菊;彭曉君
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C12Q1/68
• 分類(lèi)號(hào): C12Q1/68;C12N15/11
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開(kāi)磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分子生物學(xué)與遺傳育種領(lǐng)域，具體而言，涉及馬鈴薯抗低溫糖化分子標(biāo)記組合及其在馬鈴薯抗低溫糖化育種中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

馬鈴薯是(SolanumtuberrosumL.)世界第四大糧食作物，馬鈴薯加工在馬鈴薯產(chǎn)業(yè)中占有重要地位，其中薯片薯?xiàng)l等馬鈴薯油炸加工產(chǎn)品因其食用方便和風(fēng)味獨(dú)特備受青睞，所占份額最大。但油炸加工對(duì)馬鈴薯塊莖品質(zhì)的要求較高，除要求具有薯塊大、芽眼淺、薯肉白色等外觀(guān)品質(zhì)，更重要的是干物質(zhì)含量需在20％以上，而且還原糖含量必須要低于0.4％(鮮重)。如果塊莖中積累的還原糖含量過(guò)高，在加工時(shí)產(chǎn)生Millard反應(yīng)，致使薯片或薯?xiàng)l表面顏色變褐，有的甚至糊化，口感變苦，也會(huì)生成有潛在神經(jīng)毒性和致癌性的丙烯酰胺，嚴(yán)重影響產(chǎn)品加工品質(zhì)。

而在馬鈴薯加工產(chǎn)業(yè)中，為延長(zhǎng)加工時(shí)間，減少因貯藏期間塊莖失水皺縮、腐爛、發(fā)芽等造成的原料損失，消除為抑制病蟲(chóng)害施用化學(xué)藥劑而帶來(lái)的健康問(wèn)題和環(huán)境危害，通常采用低溫(<10℃)的條件來(lái)貯藏收獲后的馬鈴薯塊莖。但低溫貯藏會(huì)加速淀粉向還原糖的轉(zhuǎn)化，造成還原糖含量的積累，但是這導(dǎo)致了馬鈴薯塊莖中還原糖的積累，即所謂的低溫糖化，這正是絕大多是品種不適合加工的主要原因。

低溫糖化是一個(gè)復(fù)雜的生理學(xué)和生物化學(xué)過(guò)程，既是植物低溫誘導(dǎo)的自然反應(yīng)，同時(shí)又存在廣泛的遺傳變異和復(fù)雜的基因調(diào)控。已有一些研究從控制低溫糖化代謝網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的遺傳基礎(chǔ)入手，力求揭示其遺傳機(jī)制。Chen等(2001)利用一個(gè)馬鈴薯雙單倍體群體(2n＝24)，構(gòu)建了第一個(gè)與馬鈴薯碳水化合物代謝相關(guān)的功能分子(moleculor-function)圖譜，定位了涉及69個(gè)相關(guān)基因的85個(gè)QTL標(biāo)記。隨后，Menéndz等(2002)利用2個(gè)雙單倍體群體，針對(duì)低溫糖化性狀篩選并定位了26個(gè)QTL標(biāo)記。國(guó)內(nèi)金黎平(2002)也利用二倍體群體，通過(guò)AFLP和SSR標(biāo)記進(jìn)行了QTL定位，定位結(jié)果顯示，19個(gè)QTL分別分布在3、6、8、12、13、14、15和16號(hào)連鎖群上，解釋的表型變異幅度為5.50％-70％。在關(guān)聯(lián)分析方面，D’hoop(2002)利用AFLP標(biāo)記與薯片或薯?xiàng)l的色澤進(jìn)行了相關(guān)分析，結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)4℃貯藏后塊莖炸片色澤相關(guān)標(biāo)記位于馬鈴薯的1、6、7、8、9和12號(hào)染色體上，經(jīng)過(guò)8℃貯藏后塊莖炸片色澤相關(guān)標(biāo)記位于馬鈴薯的1、2、4、5、6、9和10號(hào)染色體上，其中8℃和4℃貯藏后炸片色澤只有一個(gè)位點(diǎn)相重疊。所有這些研究都顯示，馬鈴薯塊莖的低溫糖化是一個(gè)能穩(wěn)定遺傳性狀，存在利用分子標(biāo)記輔助選擇的可能；但由于受多個(gè)遺傳位點(diǎn)控制，因此，通過(guò)類(lèi)似與質(zhì)量性狀的單個(gè)分子標(biāo)記很難達(dá)到理想的效果；再加上，馬鈴薯為同源四倍體作物，這將加大了常規(guī)選擇育種的難度。因此，解析馬鈴薯低溫糖化的抗性遺傳機(jī)制，開(kāi)發(fā)一組抗低溫糖化關(guān)聯(lián)的分子標(biāo)記組合，對(duì)多個(gè)控制低溫糖化的QTL進(jìn)行檢測(cè)，形成一個(gè)抗低溫糖化品系高效準(zhǔn)確篩選方法，將為馬鈴薯加工品種選育提供重要的技術(shù)支撐。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一組馬鈴薯抗低溫糖化基因型篩選的分子標(biāo)記組合，所述的分子標(biāo)記組合對(duì)馬鈴薯抗低溫糖化基因型的選育具有較高的準(zhǔn)確性，為馬鈴薯抗低溫糖化材料的鑒定提供了基礎(chǔ)，并建立用于抗低溫糖化育種分子標(biāo)記輔助選擇體系。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

馬鈴薯低溫糖化抗性的分子標(biāo)記組合，所述分子標(biāo)記為S3001-S3004核酸序列中的任一種或多種；

S3001分子標(biāo)記的上下游引物核酸序列如SEQIDNo.1和SEQIDNo.2所示，S3002分子標(biāo)記的上下游引物核酸序列如SEQIDNo.3和SEQIDNo.4所示，S3003分子標(biāo)記的上下游引物核酸序列如SEQIDNo.5和SEQIDNo.6所示，S3004分子標(biāo)記的上下游引物核酸序列如SEQIDNo.7和SEQIDNo.8所示。

其中，S3001和S3003分子標(biāo)記位于馬鈴薯6號(hào)染色體，S3002分子標(biāo)記位于馬鈴薯5號(hào)染色體，S3004分子標(biāo)記位于馬鈴薯7號(hào)染色體。

本發(fā)明提供的馬鈴薯抗低溫糖化分子標(biāo)記組合，這些分子標(biāo)記通過(guò)對(duì)不同抗低溫糖化能力的品種(系)，進(jìn)行相關(guān)分子標(biāo)記多態(tài)性分析和低溫還原糖含量測(cè)定，并分析標(biāo)記和低溫糖化抗性之間的相關(guān)性，篩選得到用于建立抗低溫糖化育種分子標(biāo)記輔助選擇體系的分子標(biāo)記組合，該分子標(biāo)記組合對(duì)抗低溫糖化馬鈴薯基因型篩選具有較高的準(zhǔn)確性，為馬鈴薯低溫糖化抗性株系鑒定和抗低溫糖化育種提供了技術(shù)支持。