[发明专利]芝麻籽粒圆度主效QTL位点、与QTL位点紧密连锁的分子标记、分子标记引物、应用

说明书

本发明涉及分子生物学及遗传育种技术领域，具体涉及芝麻籽粒圆度主效QTL位点、与QTL位点紧密连锁的分子标记、分子标记引物、应用。本发明籽粒形状存在显著差异的芝麻品种豫芝4号和孟加拉小籽杂交，并以豫芝4号为父本进行回交，获得BC₁群体在LG06连锁群定位了一个控制芝麻籽粒圆度的主效QTL位点，在不同环境中可解释表型变异的25.37%−39.36%，命名为qSR_LG06。并开发出与qSR_LG06紧密连锁的SSR分子标记及其引物，可以有效预测芝麻遗传分离材料籽粒为卵圆或长卵圆形，通过分子标记辅助选择，可以在低世代对育种材料籽粒形状进行快速、准确、高效地筛选。

技术领域

本发明涉及分子生物学及遗传育种技术领域，具体涉及芝麻籽粒圆度主效QTL位点、与QTL位点紧密连锁的分子标记、分子标记引物、应用。

背景技术

芝麻是我国重要的特色优质油料作物，常年种植面积约53万公顷，年产量约60~80万吨。芝麻种子含油量约55%，油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸含量高达85%，是优质食用油的重要来源。此外，芝麻还富含特殊的天然抗氧化物质—木酚素类，在人类营养保健、医疗及抗衰老等方面受到广泛地关注（Namiki et al. Crit Rev Food Sci, 2007, 47:651-673）。近年来，随着国内人民生活水平的不断提高，现有芝麻产量难以满足日益增长的市场需求；稳定和发展芝麻生产的关键在于提高产量和品质，从而增加比较效益。

种子是大部分农作物营养和遗传物质的储存器官，籽粒大小（seed size）和籽粒形状（seed shape）与作物产量、品质、商品价格密切相关，均为重要的育种目标性状（KaraRes Crop, 2011, 12:680-685；Wood et al. J Agri Sci, 2012, 4:244-252）。籽粒大小可以从空间或质量维度上分为粒长、粒宽、粒厚、粒重等组分。而籽粒形状则根据种子轮廓与已知几何图形相似的程度，分为圆形、卵圆形、椭圆形、心形、肾形等类型，籽粒形状度量指标有长宽比（Length/width ratio）、圆度（roundness）、J指数等（Cervantes et al.Scientifica, 2016, http://dx.doi.org/10.1155/2016/5691825）。籽粒大小和籽粒形状均为受多基因控制的数量性状，遗传调控机制非常复杂。随着分子标记技术和数量遗传学的发展和结合，人们已可将复杂的数量性状分解为单个的数量性状基因位点（quantitative trait loci，QTL），像研究质量性状一样对控制数量性状的多个基因进行研究。QTL定位就是在遗传分离群体的基础上，借助分子标记和遗传图谱，利用QTL作图软件对分离群体的数量性状表型数据进行分析，从而确定数量性状基因在染色体上的位置和效应。目前拟南芥、水稻、玉米、大豆、小麦中已经定位或克隆了大量控制籽粒大小和籽粒形状的主效QTL或基因，主要涉及植物激素、MAPK 信号、泛素-蛋白酶体通路、表观修饰和G-蛋白信号等分子路径（Li, et al. Annu Rev Plant Biol, 2019, 70:435-463）。与模式植物和主要农作物相比，芝麻中对籽粒大小QTL定位的研究为数不多（Wu et al. BMC PlantBiol, 2014, 14:274; Zhou et al. Int J Mol Sci, 2018, 19:2794；Du et al. BMCPlant Biol, 2019, 19:588; Teboul et al. Genes, 2020, 11:1221）；除Du等（2019）利用F₂群体在两个环境中各定位一个控制籽粒长宽比的QTL外（Du et al. BMC Plant Biol,2019, 19:588），对籽粒形状的研究未见更多的报道。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的之一在于提供芝麻籽粒圆度主效QTL位点，qSR_LG06，该位点可解释表型变异的23.21%~37.95%。