[发明专利]一种针对天门冬属雌雄异株植物性别的分子生物学鉴别方法及其应用

说明书

本发明提供了一种针对天门冬属雌雄异株植物性别的分子生物学鉴别方法及其应用，该技术方案基于芦笋Y染色体上雌性抑制基因SOFF的CDS序列，开发了4个该基因的功能性STS分子标记。在此基础上，针对4个STS分子标记的自身特点设计了相应的引物和通用的PCR扩增条件，并进一步明确了指向雄性植株的特征条带碱基长度。实验验证发现，本发明提供的4种分子标记均位于芦笋雌性抑制基因SOFF的编码区，在分子遗传上与雌、雄性别表型共分离，鉴别准确率达到100％，可广泛用于芦笋雌雄性别鉴定以及全雄或全雌品种分子标记辅助选择。此外，实验发现该方法亦可用于兴安天门冬(A.dauricus)、长花天门冬(A.longiflorus)、A.maritumus等天门冬属雌雄异株植物的性别鉴定。

技术领域

本发明涉及植物分子遗传学技术领域，进一步涉及基于分子标记的植物性别鉴别技术，具体涉及一种针对天门冬属雌雄异株植物性别的分子生物学鉴别方法及其应用。

背景技术

天门冬属(Asparagus)植物约300种，除美洲外，全世界温带至热带地区都有分布；我国有24种和一些外来栽培种，广布于全国各地，除供观赏外，部分种具有食用或药用价值，因此属于农业种植或园艺栽培的植物范畴。其中，芦笋(Asparagus officinalis L.)，又名石刁柏，为天门冬科天门冬属多年生草本植物，其幼茎质嫩味美，营养丰富，风味独特，是一种深受消费者喜爱的营养保健型高档蔬菜，畅销全球，经济价值高，被誉为“蔬菜之王”。

由于天门冬属雌雄异株植物的雌株与雄株之间区别明显，对营养的需求和培养条件也存在一定的差异，因此作为经济作物栽培时可能需要对单一性别的植株进行规模化种植，在这种情况下对天门冬属雌雄异株植物性别的鉴定就显得尤为重要。以芦笋为例，它雌、雄异株，雄株因不结果实消耗养分少，产量比同期生长条件相同的雌株高出25％以上，且寿命长，抗性强，因此，由全部雄株组成的全雄品种目前占全球芦笋种子市场主导地位(陈光宇，2005；Riccardi et al.,2011)。与此同时，芦笋雌性植株高大，嫩茎较雄株粗壮，品质更优；芦笋是虫媒授粉，近年来随着我国南方芦笋设施避雨栽培和防虫网的广泛应用，大棚芦笋基本上可做到不结果实，额外消耗养分少，可充分发挥雌株优势，产量更高，品质佳，为此，申请者提出了“全雌栽培”和“全雌育种”概念和设想。芦笋除了花、果实等繁殖器官外，芦笋雄株和雌株在外部形态上没有显著区别，且它从播种到开花大约需要2年时间，故早期难以直接区分雌、雄株。若利用与芦笋性别决定基因紧密连锁的DNA分子标记进行辅助选择，在苗期就能够快速准确区分雌、雄株，将雄株挑选出来集中进行全雄种植，余下雌株集中起来进行全雌种植，同时也有助于芦笋父母本选择、杂交制种，以及两性株全雄育种。