[發明專利]一種與辣椒果實角質層缺乏基因連鎖的分子標記及應用

有效

• 申請號: 202010480619.2
• 申請日: 2020-05-30
• 公開（公告）號: CN111560459B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 劉峰;謝玲玲;易婷;鄭井元;周書棟;馬艷青;戴雄澤;鄒學校
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 袁靖

本發明公開了一種與辣椒果實角質層合成基因連鎖的分子標記及應用。利用野生型與突變型辣椒材料構建了F₂群體。利用BSA群體定位的方法獲得與辣椒果實角質層合成基因緊密連鎖的染色體區域，并在候選區間內開發分子標記。根據單堿基突變設計了1個KASP分子標記，利用該標記對F₂群體中的182個單株進行基因型鑒定，符合率達到100％。研究結果不僅有助于果實角質層缺乏型辣椒的鑒別及輔助育種，且為果實角質層合成基因的圖位克隆及解析角質層合成的分子機理提供了基礎，具有廣泛的推廣價值。

技術領域

本發明屬于辣椒育種分子生物學領域，涉及辣椒(Capsicum?annuum?L)果實角質層合成基因連鎖的分子標記及該分子標記在辣椒果實角質層鑒定和育種中的應用。

背景技術

大約在4.5億年前的中古時代，植物開始殖民到干旱的棲息地，此時陸地植物面臨的最大挑戰是干燥，所以允許植物在陸地定植的最關鍵的進化創新就是以疏水性皮膚或角質層的形式開發專門的表皮細胞壁，以限制蒸騰水分流失。因此，幾乎所有陸地植物地上器官的外表面都存在角質層。除了防止水分散失外，作為植物一級保護屏障的角質層同樣也發揮其他重要的生理作用，如抵抗生物脅迫如病蟲害，防護非生物脅迫如滲透脅迫和輻射等。植物角質層的結構復雜并含多種組分，通常情況下，其主要由兩種脂質成分組成：一種主要是脂肪族的有機溶劑溶性化合物，稱為蠟；另一種是結構復雜的酯化含氧脂肪酸聚合物，稱為角質。這些成分一起形成了一個抵御環境壓力的彈性屏障，如干燥、害蟲和病原體。

目前對于角質層相關基因的研究報道還是相對較少，大部分集中在擬南芥和番茄兩種模式植物。擬南芥中角質層蠟質突變體最多的是cer突變體。cer1、cer2和cer6突變體為光澤型，cer1突變體和cer6突變體的的基因多效性結果均是降低育性，但一個基因功能是與蠟質成分的運輸(或分泌)有關，另一個則是編碼脂肪酸代謝酶；cer2變體的的基因多效性結果是阻斷C₂₈的延長，與擬南芥生長調控有關；cer3和cer10突變體呈現微白粉狀蠟質，其基因多效性結果分別為阻斷碳鏈延長和花器官融合從而降低育性；cer13突變體呈現半白粉狀蠟質，同樣是導致花器官融合，降低育性。而在番茄中，SlSHN3基因屬于AP2(APETALA2)家族，并在綠熟期的番茄果實外表皮中有效表達，SlSHN3沉默表達會降低番茄角質層中蠟質和角質的含量；HD-Zip?IV家族成員CD2角質突變基因在番茄果實角質的生物合成中發揮著關鍵的調控作用；FUL1/2和TAGL1基因都屬于MADS-box家族，FUL1/2沉默表達后會導致番茄果實脂質和角質層的代謝發生改變，TAGL1基因的超量表達會增加角質層的數量及其組分。

辣椒(Capsicum?Annuum?L.)屬于茄科辣椒屬，為一年或有限的多年生草本植物，作為世界范圍的主要蔬菜作物及人們喜愛的蔬菜之一，辣椒在整個蔬菜生產中占有重要地位，在茄科中排名第四，僅次于番茄、馬鈴薯和茄子，特別是在我國，因其超高的種植效益，辣椒成為了農民發家致富的主要作物，因此辣椒的種植面積仍然在不斷擴大。目前辣椒在果實發育、新品種選育、抗病抗蟲研究、設施栽培、辣椒紅素、辣椒素及提取物抗氧化方面的研究較多，但在果實角質層方面的研究尚缺，因此辣椒果實角質層缺乏突變體作為一種重要的種質資源，將會深受未來育種家們的青睞。通過開發與辣椒果實角質層合成基因連鎖的分子標記，采用雜交和回交等技術快速的將角質層合成基因與其他優良性狀基因導入到植株中，為選育高質量的新品種提供基因資源。開發與角質層合成基因連鎖的分子標記，有利于果實角質層最適厚度辣椒的選育，且為克隆辣椒果實角質層合成基因，研究角質層合成的分子機制奠定了基礎。

發明內容

本發明的首要目的在于針對辣椒果實表面中出現的角質層缺乏現象，提供一種與辣椒果實角質層合成基因連鎖的分子標記Paper_200104484。為果實角質層缺乏型辣椒突變體的篩選，鑒定和輔助篩選辣椒果實角質層缺乏性狀，以及果實角質層缺乏型辣椒的育種等提供新的途徑。

一種與辣椒果實角質層合成基因連鎖的分子標記，具體在辣椒全基因組12號染色體的200104484bp處G向A的突變。