[发明专利]一种甘蓝型油菜粒重性状的分子标记及制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明是申请号为201010169042.X专利申请的分案申请。 

本发明属于油菜分子育种和生物技术领域，具体涉及甘蓝型油菜粒重相关基因的发现、克隆和鉴定，以及相关基因的特异分子标记的开发和应用。 

背景技术

甘蓝型油菜(Brassica napus L.，以下简称油菜)是世界上最重要的油料作物之一。油菜的种子不仅是油和蛋白质的储藏器官，同时也是植物生命周期延续的器官。种子大小或重量是非常重要的经济性状。首先粒重是构成植物单株产量的三大因素之一(单株有效角果数、每角果粒数、粒重)，因此也决定着产量(Clarke and Simpson，1978；Butruille et al.，1999；Shi et al.，2009)；其次，种子大小也与含油量和蛋白质含量有关系(Morgan et al.，1998；Lionneton et al.，2004)；再次，大种子通常在萌发过程中有更好的适应性。因此，弄清种子大小或重量形成的遗传基础，对油菜产量和品质的改良十分重要。此外，从进化的角度来看，弄清种子大小的变化也有着非常重要的意义。 

尽管油菜的种子大小非常重要，但目前对其遗传控制仍缺乏深入的了解。和其它产量相关性状相比，粒重的遗传力较高(Liu et al.，1987；Qi et al.，2004；Shi et al.，2009)。随着分子标记技术的发展，目前也定位了一些油菜粒重的数量性状位点(Quantitative Trait Loci，QTL)。Quijada et al.(2006)利用四个群体的二年二点试验定位了三个与粒重有关的QTLs(位于N7，N17和N19)，但在不同群体间没有相同的QTL存在；Udall et al.(2006)分别在Hua Double Haploid(DH)群体、SYN DH群体和测交群体等三个不同群体间分别检测到6个、4个和5个粒重有关的QTLs，只有一个位于N14上的QTL能在不同群体和不同环境间稳定检测到；最近，Shi et al.(2009)利用油菜的二个群体在10个不同环境下一共检测到159个粒重QTLs，这些QTLs分布在除了Cl以外的其它所有染色体上。 

利用模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)，在过去的十多年中利用突变体分析等手段，对种子大小的分子调控机理进行了研究。Alonson-Blanco et al.，(1999)定位了11个和种子大小有关的QTLs，第一次揭示了这个性状在不同材料间的遗传复杂性。最近，对大量突变体的分析，进一步阐明了许多决定种子大小的分子机理。例如TTG2(Transparent Testa Glabrous 2)基因突变体，影响种皮中的类黄酮素的积累，通常会减少粒重(Debeaujon et al.，2000，2003)。而AP2(APETELA2)或者ARF2(Auxin Response Factor 2)等转录因子的突变可使种子变大(Jofuku et al.，2005；Ohto et al.，2005；Schruff et al.，2005)。Luo et al.(2005)鉴定了二个小种子突变体IKU2(HAIKU2)和MINI3(MINISEED3)，并首次提出种子大小遗传控制的可能代谢途径。鉴于油菜和拟南芥非常相近的同源关系，预期可以利用拟南芥的信息，从油菜基因组中获得有关控制种子大小的同源基因。 

目前在油菜中未见对粒重有关基因的克隆和分析的报道。鉴于粒重性状的重要性，对油菜中粒重有关 基因的发现、克隆和鉴定，以及基因特异分子标记的开发对促进油菜产量和品质育种是十分必要的。 

发明内容

本发明的目的是提供甘蓝型油菜粒重相关基因MINI3和TTG2及上述2个基因特异的分子标记，并将其用于油菜粒重性状的选育。这些分子标记及方法可为甘蓝型油菜粒重育种提供新的手段，从而加速甘蓝型油菜粒重性状的改良进程，提高甘蓝型油菜育种的准确性和选择效率。 

本发明是通过以下方案实现的。