[发明专利]苹果MdMYB1基因中与早结果性状相关的突变及其鉴定方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及基于苹果MdMYB1基因突变的分子标记方法鉴定苹果杂交后代早结果性状以及果实着色性状。

背景技术

苹果(Malus domestica Borkh.)是我国果树产业中重要的大宗水果，其着色问题是影响我国许多产区苹果质量的一个重要因素，培育着色好的品种是生产中急需的。利用苹果着色相关基因的序列变异，开发果实着色性状的分子标记，提早鉴定杂交后代植株果实着色性状，对杂交后代植株提早进行筛选，将有助于降低早期试验费用和工作量，以低成本尽快培育出着色好的苹果新品种，增强我国苹果的质量和市场竞争力。

苹果的着色与果皮中的花色苷有关，花色苷的合成涉及查尔酮合成酶(CHS)、类黄酮3-羟基化酶(F3H)、二氢黄酮醇还原酶(DFR)、UDP-葡萄糖类黄酮-3-O-葡萄糖转移酶(UFGT)等酶的基因。研究表明，花色苷的积累与这些基因、特别是UFGT基因的表达水平有关，这些基因的表达受到MYB家族转录因子的调控，MdMYB1基因是一个与果实着色有关的功能基因(Takos等，2006)。Takos等(2006)通过分析MdMYB1-1(GenBank登录号DQ886414)等基因序列，找到了一个与果实着色性状有关的碱基突变位点，开发出一个dCAPS标记。dCAPS标记是一种改进的CAPS标记(derived CAPS)，而CAPS标记是指切割扩增的多态性序列标记(Cleaved amplified polymorphic sequence)。Takos等(2006)开发的dCAPS标记虽然不能将澳洲青苹等品种与一些着色品种区分开，但可以区分其它一些着色与非着色品种，可以完全区分杂交亲本植株(粉红女士姊妹株、金帅)及其后代植株，在杂交后代植株的早期选择中利用价值高。该dCAPS标记的缺点是酶切后的片段长度仅有29bp的差异，利用普通的琼脂糖电泳无法检测，需要用价格约为7000元／125g的昂贵NuSieve GTG琼脂糖进行电泳检测。通过进一步分析MdMYB1基因序列，除dCAPS标记涉及的位点外，我们找出其它2个与苹果果实着色性状相关的突变位点，开发出一个可用普通琼脂糖电泳检测的CAPS分子标记，可鉴定苹果植株果实着色性状，实验成本显著降低。本发明的最初目的是利用MdMYB1基因中与苹果果实着色性状相关的突变，开发不需要进行PCR产物酶切、用普通琼脂糖电泳检测PCR产物即可鉴定苹果植株果实着色性状的分子标记方法。结果不仅利用已知苹果着色相关基因MdMYB1(GenBank登录号DQ886414)中与苹果着色性状相关的三处碱基突变，开发出新的分子标记方法，而且发现基于MdMYB1基因中三处突变检测的非着色性状等位基因与苹果杂交后代早结果性状相关，此结果于2013年10月16日申请专利获得受理(申请号201310482643.X)。但进一步研究发现，实际上是杂交亲本嘎拉苹果中的非着色性状等位基因与早结果性状密切相关，含有杂交亲本富士苹果非着色性状等位基因的植株结果少。在MdMYB1-1基因转录起始点上游-1616bp和-1573bp位置的两处突变皆可鉴别富士和嘎拉苹果的非着色性状等位基因：在-1616bp位置，苹果植株含有碱基为A的非着色性状等位基因时具有早结果性状；在-1573bp位置，植株含有碱基为T的非着色性状等位基因时具有早结果性状。

我们培育的富士苹果为亲本的另一个杂交群体27株植株，不含有嘎拉苹果中的非着色性状等位基因，开始结果比富士与嘎拉的杂交后代晚2年，从另一方面说明嘎拉苹果中的非着色性状等位基因与早结果性状密切相关。

陈照峰等(1997)、张敏等(1998)报道金帅(又名金冠)是早结果品种，可在3～5年生时结果。鉴于本发明杂交亲本之一嘎拉的亲本是金帅，这些报道可进一步佐证我们的发现，我们找出了在金帅、嘎拉苹果中与早结果性状关系密切的等位基因。等位基因与早结果性状的关系属于国内外首次发现，对于苹果分子设计育种和分子辅助育种具有重要意义。

参考文献

[1]苑克俊，张毅，孙瑞红，张振成.苹果、葡萄花色苷生物合成研究进展.山东农业科学，1998.6：46-49.

[2]张学英，张上隆，骆军，叶正文，李世诚.果实花色素苷合成研究进展.果树学报，2004，21(5)：456-460.