[发明专利]一种快速判断低积累镉芸薹属植物的基因及方法

说明书

本发明公开了一种检测抑镉基因表达上调来快速筛选低积累镉芸薹属植物的方法。以低积累镉的芥菜型油菜为材料，对镉处理和对照的材料的根和叶的转录组进行测序分析，选取表达量在根和叶中同时上调2.00倍以上mRNA序列，分析这些序列对应基因的功能，从中筛选能抑制镉等重金属吸收和转运的基因（简称“抑镉基因”）。利用定量PCR分析这些基因表达量变化与镉处理浓度的相关性，确定了5个抑镉基因在所有处理组的根和叶中表达量都上调2.00倍以上。利用这5个基因的引物检测芸薹属植物在MS培养基中、镉浓度为5‑25mg·kg^‑1的诱导下的根和叶中基因表达的变化，如果这5个抑镉基因在根和叶中的表达量比对照都上调2.00倍以上，则可以认为该芸薹属植物属于低积累镉的植物。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体是涉及一种在镉诱导下，利用芸薹属植物抑制镉等重金属吸收和转运的基因(简称“抑镉基因”)mRNA的表达变化筛选抑镉能力强的芸薹属植物的方法，该方法可以用于低积累镉芸薹属植物的种质资源的筛选和鉴定。

背景技术

随着矿山的采冶，肥料和农药的大量使用，导致了目前许多土壤受到不同程度的镉污染。轻度污染的土壤大规模休耕不利于农业生产的可持续发展，为了保证轻度镉污染土壤的安全生产利用，选择低积累重金属的植物是一条极其重要的途径。已有的研究表明植物对重金属镉的富集能力存在种间差异，且同一物种内不同的品系也有显著的差别。芸薹属植物是我国的主要油料作物和蔬菜的来源，为了保证食用油和蔬菜的供给，轻度污染土壤不能完全休耕，因此选择能在轻度污染土壤上种植、且体内重金属含量符合国家标准的芸薹属植物种质资源是食用油和蔬菜安全生产的重要保证。芸薹属植物种质资源丰富，分布广，其中某些品种或品系在是低积累镉的。我们前期的研究中发现，一些低积累镉的芸薹属植物在镉胁迫下，一些抑镉基因mRNA表达量与镉处理浓度正相关，植物通过加强这些基因的表达来降低对镉的吸收，因此，可以利用这些基因的表达变化来评价植物的抑镉能力，通过定量PCR来检测植物在镉诱导下这些基因的表达变化来评价植物对镉吸收的抑制能力，从而到达快速选择低积累镉植物的目的。全基因组测序表明了芸薹属各物种(如：白菜、甘蓝、甘蓝型油菜和芥菜型油菜等)之间基因序列的相似性比较高，因此，在一定镉浓度的处理下，可以利用定量PCR来测定芸薹属植物中抑镉基因表达变化来选择镉积累能力弱的芸薹属植物，为重金属轻度污染土壤上安全种植芸薹属植物提供支持。

发明内容

本发明针对芸薹属植物镉抑制吸收的分子机制相关信息较少，提供一种早期镉胁迫下利用抑镉基因的mRNA表达变化筛选低积累镉的芸薹属植物的方法。

本发明的技术方案：一种快速判断低积累镉芸薹属植物的基因，其引物的具体序列如下：

D-镉-1：F:5'-CATCTTTCTTCTTTGTGGTAAACTG-3' R:5'-CAGTTTACCACAAAGAAGAAAGATG-3'

D-镉-2:F:5'-TCTTCACCATCCAACGGCTCA-3' R:5'-CCTCCACCGTATCCGACCTCA-3'

D-镉-3:F:5'-GGCAAGTCAACCTTCTCCAAA-3' R:5'-AGCAAGACTAACCGTTTCAGC-3'

D-镉-4:F:5'-TCTCACCAGGAGCATCCGAAGT-3' R:5'-TAGACCAGCGGTGTCCCATCC-3'

D-镉-5:F:5'-CTGCCACGAAACGGCTTGACC-3' R:5'-CTCCCTCGTCGCTACGCTCAT-3'

所述F为基因上游引物,R为基因下游引物。

一种快速判断低积累镉芸薹属植物的方法，包括如下步骤: