[發明專利]一種甘薯及其近緣種著絲粒特異重復序列及其應用

在審

• 申請號: 202210797864.5
• 申請日: 2022-07-06
• 公開（公告）號: CN116064885A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 馮俊彥;郎濤;蒲志剛;張聰;青莉芳;李明;屈會娟;楊飛洋;伍竟宇
• 申請（專利權）人: 四川省農業科學院生物技術核技術研究所
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;C12N15/11
• 代理公司: 四川省方圓智云知識產權代理事務所(普通合伙) 51368
• 代理人: 嚴曉玲

本發明公開了一種甘薯及其近緣種著絲粒特異重復序列及其應用，利用二代測序和三代測序技術對甘薯進行測序，分析獲得了甘薯著絲粒特異重復序列，經過比較分析及鑒定、優化后，獲得甘薯著絲粒特有的串聯重復序列。并將該序列設計后，標記熒光信號，轉化為著絲粒探針，證明了其在甘薯及近緣種FISH實驗中，可產生清晰、明亮的著絲粒區域雜交信號，準確顯示著絲粒在染色體上的位置。通過統計著絲粒信號數量，可實現對甘薯及近緣種染色體的準確計數。

技術領域

本發明屬于分子生物學領域，具體涉及一種甘薯及其近緣種著絲粒特異重復序列及其應用。

背景技術

甘薯(Ipomoea?batatas?Lam.，2n＝6X＝90)為旋花科(Convolvulaceae)甘薯屬(Ipomoea)一年生或多年生的蔓生草本植物，是世界上重要的糧食、飼料和工業原料作物。目前甘薯屬(Ipomoea)已發現600多個甘薯近緣種，它們具有抗病蟲、高干率、抗逆等優良基因。

甘薯屬植物大多染色體極小，長度小于2μm，且數目多。染色體有二倍體、四倍體、六倍體等不同倍性。二倍體有30條染色體，四倍體有60條染色體，六倍體有90條染色體。栽培甘薯是六倍體作物，染色體多，基因組大、雜合度高。甘薯屬植物細胞質濃厚，染色體與染料的親和力較其他物種弱，很難獲得清晰、漂亮的染色體制片。一直以來，甘薯及近緣種染色體的基礎研究薄弱，遠遠滯后于水稻、小麥等其他作物。目前研究主要集中在染色體計數和減數分裂的染色體行為觀察，以及采用重復序列如核rDNA(45S和5S等)、串聯重復序列定位區分染色體等。由于甘薯及近緣種染色體小且多，易纏繞、不易分散等原因，進行甘薯及近緣種染色體的準確計數，仍然較困難。目前主要利用熒光原位雜交(FISH)技術將帶標記信號的探針雜合到染色體上，通過觀察其在染色體上的有無及位置差異及信號強度差異，初步進行染色體區分等研究。

目前進行甘薯及近緣種染色體分析主要使用重復序列如核rDNA(45S和5S等)、串聯重復序列探針的定位進行染色體區分。這些探針只能在一部分染色體上顯示熒光信號，且探針在不同染色體上的信號位置也不穩定。利用這些探針只能進行初步的染色體分析，還沒有能在甘薯及其近緣種中顯示全部染色體的探針。

著絲粒是真核生物染色體的重要組成部分，在細胞分裂過程中起牽引染色體分離的重要作用。植物著絲粒DNA主要由串聯重復序列、反轉錄轉座子以及低拷貝序列組成。其中串聯重復序列由拷貝數不等的重復單元組成，往往與著絲粒特異的反轉錄轉座子交替分布于著絲粒區。目前廣泛采用染色質免疫共沉淀技術，分離與著絲粒特異組蛋白CENH3相互作用的著絲粒DNA。隨著測序技術的快速發展，基因組測序技術也被應用到發掘著絲粒DNA序列的研究上。著絲粒串聯重復序列通常具有高度的種屬特異性，不同物種間存在的相似性極低。通過對不同物種著絲粒序列的比較發現，著絲粒上的串聯重復序列具有極低的同源性，即使是親緣關系相近的種間材料，著絲粒串聯重復序列也有巨大的差異。研究發現，二倍體甘薯近緣種染色體由中著絲粒和近中著絲粒染色體組成，而六倍體甘薯由于染色體小、長度相近、數目眾多，染色體著絲粒位置很難確定。根據我們文獻檢索結果顯示，目前甘薯及近緣種的著絲粒串聯重復序列及可準確顯示其著絲粒區域的探針序列還沒有報道。

甘薯屬包含的物種眾多，種內、種間染色體數目存在高度變異，弄清甘薯及近緣種的染色體數目及著絲粒區域相關序列，開發可用探針，對甘薯細胞遺傳研究和育種實踐具有重要作用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題為：提供一種基于甘薯及近緣種著絲粒特異重復序列，用于制作染色體探針。

本發明的技術方案為：一種甘薯及其近緣種著絲粒特異重復序列，核苷酸序列如SEQ?ID?No.1所示。

一種基于上述特異重復序列的探針，探針由5’端的熒光基團和由2個及以上的SEQID?No.1所示特異重復序列的重復單元構成。

進一步地，所述探針的核苷酸序列如SEQ?ID?No.2所示。

一種試劑盒，含有上述所述的探針。