[发明专利]确定芸苔中FAD3基因的接合性的方法

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2011年10月21日提交的美国临时申请No.61/550,170的优先权，其在此通过提述以其整体并入本文。

发明背景

芸苔(Brassica)属包括芸苔(canola)，即世界上最重要的含油种子作物之一，且温带地理中种植的一种重要含油种子作物。芸苔在传统上表征为欧洲油菜(Brassica napus L.)(一种由于芜青(Brassica rapa)和甘蓝(Brassica oleracea)的种间杂交的结果衍生的物种)，其中已经通过常规育种消除或显著降低芥酸和芥子油苷(glucosinolates)。大部分芸苔油为生产用于人消费的植物油形式。在工业应用中使用芸苔油也有一个不断增长的市场。

芸苔属由拥有标记为A基因组、B基因组或C基因组的独特基因组的三种二倍体物种构成。芜青植物拥有二倍体A基因组。黑芥(Brassica nigra)植物拥有二倍体B基因组。甘蓝植物拥有二倍体C基因组。这些物种的杂种可以经由两个二倍体物种之间的杂交生成。芸苔是一种双二倍体物种，认为其产生自具有二倍体C基因组的甘蓝和具有二倍体A基因组的芜青的杂交。细胞遗传研究揭示的AA和CC基因组显示关联性程度，其彼此部分同源，并且认为源自共同的祖先基因组(Prakash和Hinata,1980)。虽然在技术上分类为二倍体，这两种祖先物种的基因组含有高百分比的彼此重叠的(duplicative)区域(Song等,1991)。遗传分析揭示了芜青的AA基因组将10条染色体贡献给欧洲油菜，而甘蓝以母本供体贡献来自其CC基因组的9条染色体(Song等,1992)。

源自芸苔种子的特定品种的可食用油和工业油的质量由其组成性脂肪酸确定，因为脂肪酸不饱和的类型和量对饮食和工业应用两者都具有牵连。常规的芸苔油含有约60％油酸(C18:1)、20％亚油酸(C18:2)和10％亚麻酸(18:3)。常规芸苔典型的多不饱和亚麻酸的水平是不合意的，因为油容易被氧化，氧化速率受到几个因素影响，包括氧气的存在、暴露于光和热、和天然的或添加的抗氧化剂和促氧化剂在油中存在。氧化引起由于重复油炸(诱导的氧化)或贮存延长的时段(自身氧化)所致的臭气和酸败。氧化还可以改变芸苔油的润滑和粘性性质。

相对于常规芸苔油展现出降低的多不饱和脂肪酸水平和升高的单不饱和油酸水平的芸苔油谱(profile)与较高的氧化稳定性有关。个别脂肪酸对氧化的易感性依赖于其不饱和程度。如此，亚麻酸(其拥有三个碳-碳双键)的氧化速率是油酸(其仅具有1个碳-碳双键)的氧化速率的25倍，且是亚油酸(其具有2个碳-碳双键)的氧化速率的2倍。亚油酸和亚麻酸对风味和气味也具有最多的影响，因为它们容易形成氢过氧化物。高油酸油(.Gtoreq.70％油酸)在贮存、油炸和精炼过程中不太易于氧化，并且可以加热至较高的温度而不冒烟，使得其更适合作为烹调油。

芸苔油的质量由其组成性脂肪酸，如油酸(C18:1)、亚油酸(C18:2)和亚麻酸(C18:3)确定。大多数芸苔栽培变种通常产生具有约55-65％油酸和8-12％亚麻酸的油。高浓度的亚麻酸导致油不稳定性和非正常型(off-type)风味，而高水平的油酸提高油的氧化稳定性和营养价值。因此，开发具有增加的油酸和减少的亚麻酸的芸苔栽培变种对于芸苔油质量是高度期望的。

鉴定两个基因座，并且其基因组位置从拥有增加的油酸和减少的亚麻酸数量的芸苔栽培变种定位。一个基因座对增加的油酸和减少的亚麻酸的生成具有主要影响，而第二个基因座具有次要影响。高油酸(C18:1)的主要基因座确定为是脂肪酸去饱和酶-2(fad-2)基因，并且其位于连锁群N5上。第二个基因座位于连锁群N1上。亚麻酸(C18:3)的一个主要数量性状基因座(QTL)是基因组C的脂肪酸去饱和酶-3基因(fad-3c)，并且其位于连锁群N14上。第二个主要QTL驻留于N4连锁群上，并且是基因组A的脂肪酸去饱和酶-3基因(fad-3a)。从甲磺酸乙酯(EMS)诱导的突变体和野生型芸苔栽培变种两者扩增fad-2和fad-3c基因的基因组序列并且测序。fad-2和fad-3c基因的突变体和野生型等位基因序列的比较揭示来自EMS突变植物的基因中的单核苷酸多态性(SNP)。基于突变体和野生型等位基因之间的序列差异，开发出两种SNP标志物，其对应于fad-2和fad-3c基因突变。(Hu等,2006)。