[發明專利]與西瓜短下胚軸基因Clsh共分離的分子標記及應用

在審

• 申請號: 202210077047.2
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN114381546A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 楊路明;楊森;王登科;孫守如;豆峻嶺;徐志紅
• 申請（專利權）人: 河南農業大學
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;C12Q1/6869;C12N15/11
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 袁瑞紅

本發明公開了與西瓜短下胚軸基因Clsh共分離的分子標記及應用，屬于生物技術領域。本發明的分子標記可為最終實現對西瓜短下胚軸基因Clsh的克隆，進而為西瓜下胚軸伸長的分子機制的研究奠定基礎。另一方面，由于該標記與西瓜短下胚軸Clsh共分離，因此可直接用于西瓜短下胚軸材料的分子標記輔助育種，而由于分子標記在輔助育種體系中具有簡便、快速、高通量的優勢，因而本發明所提供的分子標記在西瓜短下胚軸新品種培育及選育中具有較好的應用價值。

技術領域

本發明屬于分子育種技術領域，具體涉及與西瓜短下胚軸基因Clsh共分離的分子標記及應用。

背景技術

西瓜，葫蘆科西瓜屬，一年生蔓生草本植物，起源于非洲，在我國廣泛種植。由于西瓜種植周期短，經濟效益好，西瓜產業已發展為多地的特色產業。目前我國的西瓜大多為露地或建議的保護地栽培模式，因此優質種苗是西瓜優質高產的重要基礎。其中下胚軸的長度是衡量種苗優劣的重要評判標準，對西瓜后期的生長發育、抗性、果實產量及品質有重要影響。但是下胚軸伸長這一過程容易受多種外界環境影響，容易造成徒長，客觀上增加了培育壯苗的難度。因此，從遺傳機理及分子水平揭示西瓜下胚軸伸長的分子機制，培育選育短下胚軸品種迫在眉睫。通過對西瓜短下胚軸這一性狀開展精細定位，從分子層面揭開西瓜下胚軸的遺傳機理及相關分子調控網絡，開發出相關分子標記，加速推進短下胚軸品種的培育工作對于解決實際生產中西瓜幼苗易徒長及保證后續的生產具有重要意義。

在雙子葉植物中，下胚軸是連接子葉和根的重要器官，是植物地上部、地下部物質運輸，信號傳遞的重要通道。下胚軸的伸長受遺傳因素、環境因素和代謝水平的共同調控。在細胞學水平上，下胚軸的伸長主要是由于細胞的縱向伸長，且該過程主要依賴擴展蛋白與木葡聚糖內轉糖苷酶等對細胞壁的松弛效應。在下胚軸的伸長過程中，光、溫等環境信號會對其產生強烈影響。目前的研究發現植物體內的一些環境感受器及受體能夠響應環境信號，并通過調節相關植物激素的信號轉導，調控下胚軸的伸長過程。如藍光受體CRY1能夠直接與GID1和DELLA蛋白互作，整合光信號與赤霉素從而控制下胚軸的伸長過程。

赤霉素是一類重要的植物激素，它在打破種子休眠與促進植物下胚軸伸長的過程中均發揮了重要作用。除了能夠對細胞壁木葡聚糖內糖轉移酶的活性，赤霉素還通過與其受體GID1結合，誘導GID1-DELLA與E3泛素連接酶互作，從而導致DELLA蛋白的泛素化，從而解除DELLA蛋白對PIF4的轉錄抑制，促進下胚軸伸長。進一步，此外高溫和遮陰的環境條件下，COP1影響DELLA蛋白的穩定性，從而改變下胚軸的伸長狀態。

近年來，針對葫蘆科作物下胚軸在實際生產中容易徒長這一問題，研究者試圖從遺傳機制上解釋其原因，且在黃瓜中取得了一些進展。蔡和序等通過對95份黃瓜核心種質的下胚軸進行調查，結合公布的高通量測序數據，發現有5個位點在不同環境中重復出現。Hu等發現了一個長下胚軸的黃瓜突變體，以此與CCMC構建群體鑒定到了 CsGy1G030000，編碼一個植物激素(PΦB)合酶。Zhang等發現了一個對溫度敏感的黃瓜短下胚軸突變體，通過構建圖譜及序列分析，認為Csa5G171710控制了下胚軸的伸長，其編碼一個木葡聚糖半乳糖基轉移酶。此外，Liu等也通過RNA-seq發現短下胚軸材料突變體中的CsGA2ox7發生了剪切變異，且其中一個轉錄本的表達會受到光照強度的誘導，從而改變了下胚軸的伸長的模式。Bo等從半野生西雙版納黃瓜中克隆了短下胚軸基因Cssh1，其編碼SMARCA3染色質重塑因子，通過與CsHY5互作，間接調控下胚軸細胞伸長。但是相關研究尚未在西瓜及甜瓜中開展。隨著分子生物學實驗手段的不斷豐富，測序技術的普及以及高質量測序數據的公布，揭開西瓜下胚軸伸長的遺傳機理成為可能。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種與西瓜短下胚軸基因Clsh共分離的分子標記。

本發明目的之二在于提供一種上述分子標記在西瓜分子育種的應用。

本發明的另一目的在于提供一種西瓜短下胚軸的判定方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：