[發(fā)明專利]控制甘藍型油菜角果長和粒重性狀的基因qSLWA9的克隆與育種應用

有效

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• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN109112146B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 劉克德;王晶;石柳柳;宋居容;王博
• 申請（專利權）人: 華中農業(yè)大學
• 主分類號: C12N15/53
• 分類號: C12N15/53;C12N9/02;C12N15/11;C12Q1/6895
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 張紅兵

本發(fā)明屬于植物基因工程領域，具體涉及控制甘藍型油菜角果長和粒重性狀的基因qSLWA9的克隆與育種應用。通過圖位克隆得到一種控制甘藍型油菜角果長性狀的主效QTL SLWA9基因，該基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，其編碼區(qū)即CDS序列如SEQ ID NO:2所示，該基因編碼的蛋白質序列如SEQ ID NO:3所示。該位點位于甘藍型油菜A9染色體上，同時控制角果長和千粒重兩個產量性狀。試驗表明，qSLWA9的表達水平正調控了油菜角果長和粒重性狀。本發(fā)明克隆的qSLWA9基因可應用于甘藍型油菜的遺傳改良。本發(fā)明還開發(fā)出的相應的分子標記引物，這些標記引物可用于甘藍型油菜的分子標記輔助育種。

技術領域

本發(fā)明屬于植物基因工程領域，具體涉及一種控制甘藍型油菜角果長和粒重性狀的基因 qSLWA9的克隆與育種應用。本發(fā)明具體涉及控制甘藍型油菜角果長和粒重性狀的基因qSLWA9 的分離克隆、功能驗證及應用。

背景技術

甘藍型油菜(Brassica napus L.)是一種被廣泛種植的油料作物，其產量的提高是油菜 育種中的重要目標。油菜的籽粒產量主要由單位面積有效角果數、每角果粒數和粒重三大因 子構成，每個構成因子都在產量的提高中都發(fā)揮著重要作用(Chen et al.,2007)。這些產量 相關性狀都是典型的數量性狀，由數量性狀基因位點(QTL)控制。甘藍型油菜是由二倍體的 祖先種白菜(B.rapa)和甘藍(B.oleracea)通過自然雜交并經歷全基因組加倍而形成的 異源四倍體物種(Chalhoub et al.,2014)，基因組的復雜性增加了對產量相關性狀QTL基因 克隆的難度。目前，甘藍型油菜產量相關性狀的研究仍集中在QTL的定位工作上，成功通過圖 位克隆技術克隆到基因的報道還很少。因此，克隆產量相關性狀的QTL基因，揭示其分子機理， 對提高油菜產量具有重要意義。

角果作為包含種子的重要器官，不僅保護種子免受外界病蟲等的危害，同時也為種子提 供其發(fā)育所需的光合產物和營養(yǎng)物質(Bennett et al.,2011)。此外，研究表明，角果皮的 光合作用也與籽粒的油份含量密切相關(Hua et al.,2012)。

角果的長度與每角果籽粒數和粒重呈正相關。長角果能夠提供更大的光合面積和營養(yǎng)物 質存儲空間，為種子合成更多的油份和蛋白質等物質提供基礎，增加了籽粒大小和重量。前 人研究表明，在一定范圍內，角果長度的增加可以提高每角果粒數和粒重(Chayand Thurling 1989；劉定富等，1994；冷鎖虎等，2005)。“川農長角”是四川省農業(yè)科學院在上世紀六十年 代選育的高產油菜品種(覃民權等，1962)，中雙11號(ZS11)是中國農業(yè)科學院油料作物 研究所選育的一個高產品種(余波，2008)。這兩個品種的共同特點是角果長，千粒重高(Li et al.,2014)。育種實踐表明，適當增加甘藍型油菜的角果的長度，增加千粒重是提高產量 的有效途徑。因此，定位并克隆控制角果長和粒重的主效QTL基因，可以為油菜高產育種提供 分子標記和目標基因，有針對性地開展分子標記輔助高產育種。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的通過圖位克隆提供一種控制甘藍型油菜角果長和粒重的QTL基因qSLWA9，利 用該基因進行甘藍型油菜的高產育種的改良。

申請人將本發(fā)明克隆的調控甘藍型油菜角果長和粒重的QTL主效基因命名為Silique Length and Seed Weight A9基因(簡稱qSLWA9基因)，該基因的核苷酸序列如序列表SEQ ID NO:1所示，序列全長為1756bp，其編碼區(qū)即CDS序列如SEQ ID NO：2所示，該基因(即SEQ ID NO:2)編碼的蛋白質序列如SEQ ID NO:3所示。該基因編碼一個細胞色素單加氧酶家族成員 CYP78A9。通過遺傳互補實驗、表達實驗等證實了qSLWA9基因表達量的升高可使角果長度和粒 重增加。

本發(fā)明的技術方案如下：