[发明专利]一种检测甘蓝型油菜抗咪唑啉酮类除草剂基因的分子标记方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及植物分子育种领域，确切地说，涉及一种检测甘蓝型油菜抗咪唑啉酮类除草剂基因BnALS1R的分子标记方法。

背景技术

农田杂草严重影响油菜产量和品质，已成为油菜生产主要生物灾害之一，推广应用抗除草剂油菜是克服田间草害的重要途径。与传统油菜相比，抗除草剂油菜具有三大优越性：第一，农事操作简便、高效，种植者只需在苗期喷施1～2次除草剂就能有效杀灭田间杂草；第二，可大幅度降低油菜生产成本，增加收益；第三，可促进少耕与免耕，有利于水土保持，节省能源。然而，我国抗除草剂油菜至今尚未获准商业化种植，主要有两个原因：（1）抗除草剂油菜一般为转基因作物，进入商业化生产必须要经过严格的安全性评价（蔡丽等. 科学通报，2008，53 (13): 1544-1551）。（2）迄今为止，国内油菜抗除草剂基因均来自国外，抗性基因受国际知识产权保护，一旦商业化种植，要交纳昂贵的专利费，这将大幅度提高油菜生产成本，违背了种植抗除草剂作物的初衷（浦惠明等. 生态学报，2005，25(3)：196-203）。

咪唑啉酮类除草剂是目前世界油菜生产应用最广泛的一类除草剂之一，其杀草谱广(包括禾本科和阔叶杂草)、用量低、对哺乳动物低毒和对环境友好（Tan S, et al., Pest Manag Sci, 2005, 61: 246-257）。这类除草剂既可作土壤处理剂也可茎叶喷施，除草效率高、使用方便深得广大用户欢迎。研究表明，乙酰羟基酸合成酶(acetohydroxyacid synthase，AHAS)，也叫乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase, ALS）是咪唑啉酮类除草剂的靶酶。咪唑啉酮类除草剂通过与ALS形成复合物阻断底物进入酶活性位点通路，抑制ALS活性，导致支链氨基酸合成受阻，使植物组织失绿、黄化，最后逐渐死亡（Jennifer A M, et al., PNAS, 2006, 103: 569-573）。ALS负责催化两个平行反应，催化两分子丙酮酸缩合形成2-乙酰乳酸放出CO₂，最终生成缬氨酸和亮氨酸，催化一分子丙酮酸和一分子2-氧丁酸缩合形成乙酰羟基丁酸，最终生成异亮氨酸（Ronald G D, et al., Plant Physiol Bioch, 2008, 46: 309-324）。国外通过对抗咪唑啉酮类除草剂植物的ALS基因克隆表明，抗性作物的产生是由于突变株ALS基因DNA序列产生了若干碱基位点的突变，造成编码蛋白氨基酸残基位点变异，从而引起除草剂与ALS结合方式的变化所致（Lee H, et al., PNAS, 2011, 108(21): 8909-8913）。