[发明专利]IbMYB1-3基因、特异性分子标记及应用和一种植物育种的方法

说明书

本发明属于农作物遗传育种的领域，涉及IbMYB1‑3基因、特异性分子标记及应用和一种植物育种的方法。本发明提供了IbMYB1基因家族的一个新成员IbMYB1‑3，该基因的功能明显区别于国内外已报导的其他IbMYB1基因。利用该基因的功能特性能可有效创制紫色茎叶的甘薯种质资源，为彩色甘薯种质资创制提供了一个新的优异基因资源，对甘薯遗传育种具有重要应用价值。

技术领域

本发明属于农作物遗传育种的领域，具体涉及IbMYB1-3基因、特异性分子标记及应用和一种植物育种的方法。

背景技术

甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)俗称红薯、番薯、山芋、红苕、地瓜等，是世界上重要的粮食作物，因其粮食、饲料、蔬菜及加工原料兼宜，为保障国家粮食安全、提高人民健康水平做出了重要贡献。我国甘薯产业的发展逐步由满足饱腹需求转变为保健需求，食品加工用、蔬菜用、观赏用、保健用等类型的甘薯产业发展迅速，产业的经济效益提升显著。甘薯富含的花色苷成分在植物的同类天然提取物中最为稳定，作为天然色素已成为食品加工中重要的添加原料。同时，甘薯花色苷积累极为丰富的多态性，为甘薯茎叶提供了极为亮丽色彩，使得甘薯跻身为绿化植物的典范。

人们最早对高花青素型甘薯种质资源的利用是紫心甘薯品种的选育。上世纪70年代日本专家梅林芳树从甘薯品种资源中筛选了富含紫色花青素的材料，经过多代杂交和后代筛选，于1982年杂交培育获得的“山川紫”。日本先后利用‘Yamagawamurasaki’、‘Chiranmurasaki紫色甘薯种质资源，培育出‘Ayamurasaki’、“Murasakimasari”、“Akemurasaki”等紫心甘薯新品种。甘薯中IbMYB1基因家族是目前唯一被克隆的调控薯块紫色素积累的主效基因，研究发现该基因在甘薯薯块中特异性表达，在地上部茎叶几乎不表达。甘薯基因组中至少存在IbMYB1-1、IbMYB1-2a与IbMYB1-2b三个基因成员。IbMYB1-1为一个假基因，与甘薯花青素积累无必然关系。IbMYB1-2a与IbMYB1-2b是紫心甘薯花色苷积累调控的主效位点，大部分紫心甘薯品种携带有IbMYB1-2a与IbMYB1-2b基因。我国对高花青素型甘薯种质资源的挖掘与利用工作起步较晚，官方有记录的引进紫薯的时间是2002年，然而目前已培育出近100个紫心甘薯品种，相关产业蓬勃发展。我国较大部分紫心甘薯品种携带有IbMYB1-2a与IbMYB1-2b基因拷贝，引进的紫心甘薯种质资源血统对我国紫心甘薯育种工作的影响较大。

20世纪90年代初，美国北卡罗来纳州立大学从全球范围内开始了彩色茎叶甘薯种质资源的收集工作，并通过遗传育种改良培育出了Sweet Caroline Purple等彩色系列观赏型甘薯品种，其后美国创制出一大批适宜于园艺种植的种质资源材料。以SweetCaroline系列为母本培育出的“Blackie”是第一个用于绿化产业的观赏甘薯品种。该系列材料在美国多数已获得了知识产权保护，然而调控其紫色性状的关键基因尚不清楚。虽然花色苷合成相关酶基因、其他参与花色苷调控的转录因子基因都参与了花色苷的积累调控，但是不少研究认为IbMYB1能在叶片中表达，且IbMYB1的表达决定了甘薯茎叶是否呈现紫色。我们发现这种茎叶紫色的甘薯种质资源与已知的IbMYB1-2a与IbMYB1-2b基因无必然关系，推测该性状主要受IbMYB1基因家族其他成员的遗传调控，但是目前未见任何相关研究的具体报告。

发明内容

为了解决上述甘薯中调控紫色素积累的主效基因数量单一和茎叶紫色的甘薯种质资源相关优异基因挖掘力度不足的问题，本发明提供如下技术方案：

一种IbMYB1-3基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。

IbMYB1-3基因的启动子核苷酸序列如SEQ ID NO:20所示。

检测IbMYB1-3基因的特异性分子标记，特异性分子标记包括正向引物和反向引物。