[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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，特提出本发明。

发明内容

本发明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。

为了实现本发明的上述目的，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。

本发明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。