[發明專利]用于鑒別稻米脂肪酸品質的DNA分子標記及其應用

有效

• 申請號: 201710751127.0
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107299151B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 余四斌;孫文強;夏雨;張麗婷;袁志陽
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;C12N15/11
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;黃爽

本發明公開了一種用于鑒別稻米脂肪酸品質的DNA分子標記，并基于PCR技術開發出一對用于稻米亞麻酸品質基因分型的引物(SEQ ID NO:1?2)，所述稻米亞麻酸品質基因為OsFAD3。利用本發明提供的基因標記及其引物能夠快速檢測水稻材料中影響水稻亞麻酸含量的基因OsFAD3中等位變異，操作方法簡單，成本低。利用本發明的DNA分子標記可以區分不同亞麻酸含量的水稻基因型，檢測結果準確可靠；本發明方法能夠有效地利用基因OsFAD3功能標記開展分子標記輔助育種，對稻米亞麻酸品質進行遺傳改良。

技術領域

本發明涉及分子遺傳育種技術領域，具體地說，涉及一種用于鑒別稻米脂肪酸品質的DNA分子標記及其應用。

背景技術

α-亞麻酸是人體必需的脂肪酸之一，在維持脂蛋白平衡、降血脂、調節膽固醇代謝、降血壓、抗血栓、預防癌變等方面具有重要作用，是一種備受青睞的保健品(石苗茜，2014；Kim et al.,2014)。

α-亞麻酸在人體內可以轉化為二十碳五烯酸(EPA)，再經過β- 氧化作用轉換成二十二碳六烯酸(DHA)。而EPA和DHA參與降低血小板聚集、抑制血管收縮和血栓形成。多項有關心臟保護的飲食添加α-亞麻酸試驗結果表明，α-亞麻酸作為一種營養元素對心血管疾病有較好的預防作用(Gladine et al.,2013；Nozue et al.,2013；De Goede et al.,2013)。

人體由于缺乏ω-3脂肪酸脫氫酶(FAD)，無法將亞油酸轉換成α- 亞麻酸，因此必須通過飲食補充α-亞麻酸(Yadav et al.,1993)。研究表明，一類ω-3脂肪酸脫氫酶(FAD3)參與植物亞油酸與亞麻酸的轉換，影響亞麻酸的合成。擬南芥FAD3突變體的種子中亞麻酸含量顯著下降(James and Dooner,1990；Lemieux et al.,1990)，而過量表達 FAD3或組織特異表達FAD3蛋白能夠顯著提高亞麻酸的含量 (Damude et al.,2006；Eckert et al.,2006；Puttick et al.,2009)。

水稻是重要的糧食作物，世界上一半以上的人口以稻米為主糧。稻米中含有多種對人體有益的脂肪酸，但α-亞麻酸含量較低，因此，提高稻米中α-亞麻酸的含量對促進以稻米為主食的人群的身體健康具有重大意義。研究表明，水稻OsFAD3基因具有ω-3脂肪酸脫氫酶的活性，在煙草根系中表達OsFAD3，能夠顯著提高根系中的α-亞麻酸含量(Kodama etal.,1997)。水稻具有豐富的種質資源，不同稻米種α- 亞麻酸的含量變異廣泛，受環境影響很大。目前由于其含量測定需要用特殊儀器如液相色譜等檢測技術，成本較高，不易操作，因此，育種利用和改良稻米中α-亞麻酸含量，難度較大。本發明根據水稻 OsFAD3基因的特定的序列變異開發基因標記，鑒定OsFAD3不同基因型與稻米α-亞麻酸含量的關系，應用開發的基因標記開展分子標記輔助選擇提高水稻α-亞麻酸的含量。

發明內容

本發明的目的是開發一種能夠鑒別稻米亞油酸/亞麻酸品質的功能性分子標記，并應用于水稻育種材料的篩選、鑒定，增加育種改良過程檢測稻米α-亞麻酸的準確性，提高選擇效率。

為了實現本發明目的，本發明用于鑒別稻米脂肪酸品質的DNA 分子標記，所述DNA分子標記位于水稻OsFAD3基因(MSU登錄號為 Loc_Os11g01340)的5’UTR區域，其核苷酸序列如下：5′-AGGAAGGA -3′。

由含有上述DNA分子標記的水稻植株結實所產生的稻米中亞麻酸的含量顯著低于缺失上述DNA分子標記的水稻植株所產稻米；由含有上述DNA分子標記的水稻植株結實所產生的稻米中亞油酸與亞麻酸含量的比值顯著高于缺失上述DNA分子標記的水稻植株所產稻米。

本發明還提供用于擴增含有上述DNA分子標記的核酸片段的 PCR引物對，包括：

OSFA3F:5′-GGCGGAAAGGGAGAAGAG-3′(SEQ ID NO:1)