[發(fā)明專利]一種基于基因組學(xué)途徑快速鑒定調(diào)控油菜含油量基因的方法及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110963077.9
• 申請(qǐng)日: 2021-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN113667731A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃會(huì)斌;周永明;趙青;穆罕默德·沙希徳;柯昌森;蔡光勤;王學(xué)敏;范楚川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12Q1/6869
• 分類號(hào): C12Q1/6869;C12Q1/6895;C12N15/82;A01H5/10;A01H6/20
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 張曉博

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于基因組學(xué)途徑快速鑒定調(diào)控油菜含油量基因的方法及其應(yīng)用。技術(shù)要點(diǎn)包括通過田間多年多點(diǎn)試驗(yàn)篩選到高含油量近交系1L99和低含油量近交系1L363，然后對(duì)兩個(gè)近交系6個(gè)不同發(fā)育時(shí)期的種子進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析；用轉(zhuǎn)錄組分析獲得的差異基因在qOC?A5QTL位點(diǎn)進(jìn)行掃描，發(fā)現(xiàn)BnECH.A5基因在高含油量近交系不同油菜種子發(fā)育時(shí)期的表達(dá)量較低，而在低含油量近交系中表達(dá)量較高，且在開花后30天?44天間的種子含油量積累的關(guān)鍵時(shí)期表達(dá)量呈現(xiàn)劇烈變化。構(gòu)建該基因的突變體植株，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，功能缺失突變植株的含油量與野生型植株相比顯著升高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于基因組學(xué)途徑快速鑒定調(diào)控油菜含油量基因的方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

油菜是我國(guó)重要的油料作物、主要的食用植物油來源。增加油菜含油量對(duì)提高菜籽油的產(chǎn)量十分重要。有研究表明含油量每提高1％相當(dāng)于油菜產(chǎn)量提高2.3％-2.5％，而高含油量的種質(zhì)資源是培育新品種的關(guān)鍵所在。因此，加強(qiáng)油菜含油量代謝的遺傳基礎(chǔ)解析對(duì)于創(chuàng)造新的高含油量種質(zhì)資源具有非常重要的意義。

但是，由于含油量受環(huán)境影響較大，遺傳調(diào)控復(fù)雜，加之甘藍(lán)型油菜的基因組比較復(fù)雜，因此發(fā)掘調(diào)控油菜含油量的基因難度很大。在油菜中，傳統(tǒng)的QTL定位方法挖掘新基因主要包括QTL初定位、精細(xì)定位、候選基因挖掘和驗(yàn)證三個(gè)階段。QTL初定位和精細(xì)定位兩個(gè)階段需構(gòu)建不同群體，通過多年多點(diǎn)的種植來收集表型和分子標(biāo)記數(shù)據(jù)，由于油菜的生長(zhǎng)發(fā)育周期較長(zhǎng)(6-7個(gè)月)，這兩個(gè)階段需耗時(shí)至少4-5年或更久。當(dāng)定位到一定區(qū)間后，需要對(duì)區(qū)間內(nèi)的候選基因做轉(zhuǎn)基因互補(bǔ)驗(yàn)證，而區(qū)間內(nèi)的候選基因往往多達(dá)數(shù)十個(gè)或更多。加之，油菜至今沒有全基因組的突變體庫(kù)，只能利用擬南芥突變體和超量表達(dá)進(jìn)行互補(bǔ)驗(yàn)證。因此，通過傳統(tǒng)的QTL定位方法來挖掘調(diào)控油菜含油量基因耗時(shí)長(zhǎng)、工作量大。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于基因組學(xué)途徑快速鑒定調(diào)控油菜含油量基因的方法及其應(yīng)用，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的一部分問題或至少緩解現(xiàn)有技術(shù)中的一部分問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于基因組學(xué)途徑快速鑒定調(diào)控油菜含油量基因的方法，包括以下步驟：

S1：將高含油量油菜材料與低含油量油菜材料不同發(fā)育時(shí)期的角果進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序；

S2：對(duì)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果進(jìn)行分析，篩選表達(dá)差異基因；

S3：將差異基因在qOC-A5 QTL位點(diǎn)進(jìn)行掃描，鑒定出調(diào)控油菜種子含油量的基因；

S4：對(duì)鑒定出的基因的功能進(jìn)行驗(yàn)證。

進(jìn)一步地，所述高含油量油菜材料包括高含油量近交系1L99；所述低含油量油菜材料包括低含油量近交系1L363。

進(jìn)一步地，步驟S4中利用CRISPR技術(shù)構(gòu)建基因突變體，檢測(cè)突變體材料含油量的變化。

進(jìn)一步地，鑒定出的調(diào)控油菜種子含油量的基因包括BnECH.A5。

本申請(qǐng)還提供了一種調(diào)控油菜種子含油量的方法，敲除或降低油菜材料中BnECH.A5基因的表達(dá)，提高油菜種子含油量。

進(jìn)一步地，利用CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因敲除技術(shù)敲除或降低油菜材料中BnECH.A5基因的表達(dá)。

進(jìn)一步地，CRISPR/Cas9技術(shù)中涉及2個(gè)靶標(biāo)序列，分別為：T1：GCTGGTGTTGAAAGAGGAGACGG；T2：TCGTCACTATCAAACCAAAACGG。

進(jìn)一步地，所述2個(gè)靶標(biāo)序列的基因編輯引物分別為：T1-F：GTCAGCTGGTGTTGAAAGAGGAGA；T1-R：AAACTCTCCTCTTTCAACACCAGC；T2-F：GTCATCGTCACTATCAAACCAAAA；T2-R：AAACTTTTGGTTTGATAGTGACGA。