[发明专利]苹果S基因型快速鉴定方法及其专用试剂盒

说明书

技术领域

本发明涉及一种苹果S基因型的快速鉴定方法及其专用试剂盒与其在筛选苹果 授粉品种中的应用。

背景技术

苹果属于配子体型自交不亲和性类型，受单一位点的复等位基因控制，这一位点 又称为S位点，位于苹果基因组的第17对染色体上，在一个S位点上苹果种群内含 有多个S等位基因。S位点包括花柱S基因(S-RNase基因)和花粉S基因(F-box 基因)，自花或者异花授粉时，花粉的S等位基因与花柱中两个S等位基因之一相 同时，花粉管在花柱中的生长会受到抑制，从而无法完成受精而表现出自交不亲和性 (Kao T H，Tsukamoto T.The molecular and genetic bases of S-RNase-based self-incompatibility.Plant Cell，2004，16：S72-S83)。苹果品种的S基因型即为自交不 亲和基因型，表示各个苹果品种体内的包含的S基因信息。绝大多数苹果品种表现自 交不亲和性，但并不是所有的苹果品种之间授粉都是亲和的，S基因型相同的两个品 种之间相互授粉表现不亲和性，称异交不亲和性。因此，提早预知苹果品种的S基因 型，对于生产上合理配置授粉树，减少因授粉品种选择不利造成的损失，以及在选配育 种亲本，鉴定同名异物和异物同名的苹果品种等方面具有重要的意义。

Lewis(1952)利用血清免疫学方法从配子体自交不亲和的月见草(Oennthera organesis)中发现了与S特定位点等位基因相关的蛋白质。此后，从茄科等植物中发 现含量丰富并与S位点遗传连锁的花柱糖蛋白。目前为止，已从茄科、蔷薇科、玄参 科等多种植物中分离出大量S-RNase基因。根据DNA序列的分析比较，发现其编码 的蛋白产物与真菌的RNase RH和RNase T2具有同源性，含相同的活性部位，并具 有核酸酶活性，故称为S-核酸酶(S-RNase)。目前已有的证据有力证明了S-RNase 就是S-基因在花柱中的产物，即花柱S-决定子。S-RNase为一类分泌型糖蛋白，它在 雌蕊中特异表达，活体情况下S-RNase在自交后表现酶的活性。一般认为自交不亲 和是由于自交后花柱中的S-RNase进入花粉管，作为细胞毒素使自己的花粉管RNA 降解，细胞溶解，导致花粉管生长抑制，表现自交不亲和。近年来越来越多的苹果的 S-RNase基因被鉴定和克隆，苹果花柱的S-RNase核苷酸结构具有明显的5个保守区 (C1、C2、C3、RC4和C5)和2个高变区(HVa和HVb)，其位于高变区(HVa) 内的内含子长度具有多态性，可以根据它的这些特点利用PCR来鉴定苹果品种的S 基因型。

苹果作为配子体型自交不亲和性果树，有众多学者开展其自交不亲和性机理的研 究，就品种自交不亲和性基因型的鉴定而言，迄今已鉴定出了30多个S等位基因，但 是它们存在命名混乱及重复现象，有关学者经过对这些S等位基因进行测序比对，重 新整理和总结和命名了23个苹果S基因(S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆、S₇、S₈、S₉、S₁₀、 S₁₁、S₁₅、S₁₆、S₁₈、S₁₉、S₂₀、S₂₁、S₂₂、S₂₃、S₂₄、S₂₆、S₃₁和S₃₂)。大多数苹果品 种为二倍体，含有两个S等位基因，也有部分品种为三倍体含有三个S等位基因，也 有个别单倍体苹果品种，只含有一个S等位基因。