马铃薯抗低温糖化分子标记组合及其在马铃薯抗低温糖化育种中的应用制造技术

本发明专利技术涉及分子生物学与遗传育种领域，特别涉及马铃薯抗低温糖化的分子标记及其应用。马铃薯低温糖化抗性的分子标记组合，为S3001‑S3004核酸序列中的任一种或多种；S3001‑S3004核酸序列的上下游引物序列如SEQ ID No.1‑8所示。本发明专利技术提供的马铃薯抗低温糖化分子标记组合，通过对不同抗低温糖化能力的品种(系)进行相关分子标记多态性分析和低温还原糖含量测定，并分析标记和低温糖化抗性之间的相关性，筛选得到用于建立抗低温糖化育种分子标记辅助选择体系的分子标记组合，该分子标记组合对抗低温糖化马铃薯基因型筛选具有较高的准确性，为马铃薯低温糖化抗性株系鉴定和抗低温糖化育种提供了技术支持。

Combination of molecular markers for low temperature resistance of potato and its application in breeding of low temperature resistant potato

The invention relates to the field of molecular biology, genetics and breeding, in particular to a molecular marker for low temperature saccharification of potatoes and its application. The combination of molecular markers of resistance to cold sweetening of potato, S3001 S3004 nucleic acid sequence in any one or more of; S3001 S3004 nucleic acid sequence primer sequences such as SEQ ID No.1 8 shows. The invention provides a low temperature resistant potato saccharification molecular marker combination, based on different low temperature saccharification ability of varieties (lines) for determination of reducing sugar content analysis and low molecular marker polymorphism, and correlation analysis between markers and lts resistance, was selected for molecular marker assisted selection combined to establish the system of low temperature resistant saccharification the breeding of molecular markers, the molecular marker combination against the cold sweetening of potato genotypes screening has high accuracy, which provides technical support for low temperature resistant strains of potato saccharification and anti cold sweetening breeding.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分子生物学与遗传育种领域，具体而言，涉及马铃薯抗低温糖化分子标记组合及其在马铃薯抗低温糖化育种中的应用。
技术介绍
马铃薯是(SolanumtuberrosumL.)世界第四大粮食作物，马铃薯加工在马铃薯产业中占有重要地位，其中薯片薯条等马铃薯油炸加工产品因其食用方便和风味独特备受青睐，所占份额最大。但油炸加工对马铃薯块茎品质的要求较高，除要求具有薯块大、芽眼浅、薯肉白色等外观品质，更重要的是干物质含量需在20％以上，而且还原糖含量必须要低于0.4％(鲜重)。如果块茎中积累的还原糖含量过高，在加工时产生Millard反应，致使薯片或薯条表面颜色变褐，有的甚至糊化，口感变苦，也会生成有潜在神经毒性和致癌性的丙烯酰胺，严重影响产品加工品质。而在马铃薯加工产业中，为延长加工时间，减少因贮藏期间块茎失水皱缩、腐烂、发芽等造成的原料损失，消除为抑制病虫害施用化学药剂而带来的健康问题和环境危害，通常采用低温(<10℃)的条件来贮藏收获后的马铃薯块茎。但低温贮藏会加速淀粉向还原糖的转化，造成还原糖含量的积累，但是这导致了马铃薯块茎中还原糖的积累，即所谓的低温糖化，这正是绝大多是品种不适合加工的主要原因。低温糖化是一个复杂的生理学和生物化学过程，既是植物低温诱导的自然反应，同时又存在广泛的遗传变异和复杂的基因调控。已有一些研究从控制低温糖化代谢网络相关的遗传基础入手，力求揭示其遗传机制。Chen等(2001)利用一个马铃薯双单倍体群体(2n＝24)，构建了第一个与马铃薯碳水化合物代谢相关的功能分子(moleculor-function)图谱，定位了涉及69个相关基因的85个QTL标记。随后，Menéndz等(2002)利用2个双单倍体群体，针对低温糖化性状筛选并定位了26个QTL标记。国内金黎平(2002)也利用二倍体群体，通过AFLP和SSR标记进行了QTL定位，定位结果显示，19个QTL分别分布在3、6、8、12、13、14、15和16号连锁群上，解释的表型变异幅度为5.50％-70％。在关联分析方面，D’hoop(2002)利用AFLP标记与薯片或薯条的色泽进行了相关分析，结果显示，经过4℃贮藏后块茎炸片色泽相关标记位于马铃薯的1、6、7、8、9和12号染色体上，经过8℃贮藏后块茎炸片色泽相关标记位于马铃薯的1、2、4、5、6、9和10号染色体上，其中8℃和4℃贮藏后炸片色泽只有一个位点相重叠。所有这些研究都显示，马铃薯块茎的低温糖化是一个能稳定遗传性状，存在利用分子标记辅助选择的可能；但由于受多个遗传位点控制，因此，通过类似与质量性状的单个分子标记很难达到理想的效果；再加上，马铃薯为同源四倍体作物，这将加大了常规选择育种的难度。因此，解析马铃薯低温糖化的抗性遗传机制，开发一组抗低温糖化关联的分子标记组合，对多个控制低温糖化的QTL进行检测，形成一个抗低温糖化品系高效准确筛选方法，将为马铃薯加工品种选育提供重要的技术支撑。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一组马铃薯抗低温糖化基因型筛选的分子标记组合，所述的分子标记组合对马铃薯抗低温糖化基因型的选育具有较高的准确性，为马铃薯抗低温糖化材料的鉴定提供了基础，并建立用于抗低温糖化育种分子标记辅助选择体系。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：马铃薯低温糖化抗性的分子标记组合，所述分子标记为S3001-S3004核酸序列中的任一种或多种；S3001分子标记的上下游引物核酸序列如SEQIDNo.1和SEQIDNo.2所示，S3002分子标记的上下游引物核酸序列如SEQIDNo.3和SEQIDNo.4所示，S3003分子标记的上下游引物核酸序列如SEQIDNo.5和SEQIDNo.6所示，S3004分子标记的上下游引物核酸序列如SEQIDNo.7和SEQIDNo.8所示。其中，S3001和S3003分子标记位于马铃薯6号染色体，S3002分子标记位于马铃薯5号染色体，S3004分子标记位于马铃薯7号染色体。本专利技术提供的马铃薯抗低温糖化分子标记组合，这些分子标记通过对不同抗低温糖化能力的品种(系)，进行相关分子标记多态性分析和低温还原糖含量测定，并分析标记和低温糖化抗性之间的相关性，筛选得到用于建立抗低温糖化育种分子标记辅助选择体系的分子标记组合，该分子标记组合对抗低温糖化马铃薯基因型筛选具有较高的准确性，为马铃薯低温糖化抗性株系鉴定和抗低温糖化育种提供了技术支持。本专利技术还提供了所述的马铃薯抗低温糖化性分子标记获得的方法，包括以下步骤：(a)、以母本ED25和父本CW2-1以及两者杂交产生的后代作为材料；(b)、提取材料的基因组DNA；(c)、利用SSR分子标记、AFLP分子标记以及根据基因组序列设计的分子标记，得到在亲本之间具有多态性的引物，用于连锁图谱构建；(d)、利用多态性引物对步骤(b)提取的两者杂交产生后代的基因组DNA进行扩增，结合低温下块茎还原糖含量测定测定结果，并进行互作分析，获得马铃薯抗低温糖化的QTL，计算QTL间的加性与上位性效应，得到所述的马铃薯抗低温糖化分子标记组合。本专利技术提供的马铃薯抗低温糖化分子标记的筛选方法，以母本ED25和父本CW2-1以及两者杂交产生的后代作为材料，以SSR分子标记、AFLP分子标记以及根据基因组序列设定的分子标记筛选马铃薯低温糖化抗性的分子标记，进行候选基因多态性分析，同时对低温糖化抗性进行鉴定，进行候选基因标记和低温糖化抗性之间的相关性分析，筛选得到用于建立加工品质育种分子标记辅助选择体系的分子标记组合，为马铃薯低温糖化抗性育种以及马铃薯的加工提供技术基础。本专利技术还提供了一种马铃薯低温糖化抗性的检测方法，是以上述的引物对马铃薯样本的基因组提取物进行降落PCR扩增，分别对应得到S3001的PCR扩增产物、S3002的PCR扩增产物、S3003的PCR扩增产物、S3004的PCR扩增产物；S3001的PCR扩增产物和S3002的PCR扩增产物直接进行检测，S3003的PCR扩增产物先采用AluI酶酶切，酶切产物再进行检测，S3004的PCR扩增产物先采用AfaI酶酶切，酶切产物然后进行检测；各分子标记采用的降落PCR扩增程序依次为：95℃预变性3min；94℃变性30s，58℃退火30s，72℃延伸1min，循环11本文档来自技高网...

【技术保护点】
马铃薯低温糖化抗性的分子标记组合，其特征在于，所述分子标记为S3001‑S3004核酸序列中的任一种或多种；S3001分子标记的上下游引物核酸序列如SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示，S3002分子标记的上下游引物核酸序列如SEQ ID No.3和SEQ ID No.4所示，S3003分子标记的上下游引物核酸序列如SEQ ID No.5和SEQ ID No.6所示，S3004分子标记的上下游引物核酸序列如SEQ ID No.7和SEQ ID No.8所示。

【技术特征摘要】
1.马铃薯低温糖化抗性的分子标记组合，其特征在于，所述
分子标记为S3001-S3004核酸序列中的任一种或多种；
S3001分子标记的上下游引物核酸序列如SEQIDNo.1和SEQ
IDNo.2所示，S3002分子标记的上下游引物核酸序列如SEQIDNo.3
和SEQIDNo.4所示，S3003分子标记的上下游引物核酸序列如SEQ
IDNo.5和SEQIDNo.6所示，S3004分子标记的上下游引物核酸序
列如SEQIDNo.7和SEQIDNo.8所示。
2.权利要求1所述的马铃薯低温糖化抗性的分子标记的筛选
方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)、以母本ED25和父本CW2-1以及两者杂交产生的后代作
为材料；
(b)、提取材料的基因组DNA；
(c)、利用SSR分子标记、AFLP分子标记以及根据基因组序列
设定的分子标记筛选马铃薯低温糖化抗性的分子标记，得到亲本之间
的多态性引物，用于连锁图谱构建；
(d)、利用多态性引物对步骤(b)提取的两者杂交产生的后代
的基因组DNA进行扩增，结合测定的低温糖化性状进行相关分析，
通过QTL定位，得到所述的马铃薯低温糖化抗性的分子标记。
3.一种马铃薯低温糖化抗性的检测方法，其特征在于，是以权
利要求1中的引物对不同基因型的马铃薯基因组提取物进行PCR扩...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋波涛，肖桂林，谢从华，柳俊，黄维，曹红菊，彭晓君，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42