[发明专利]一种与光周期敏感的白菜类作物开花时间紧密连锁的InDel分子标记及其应用

说明书

本发明选用早开花的油用型品种‘YS‑143’与晚开花的芜菁品种‘VT‑044’为试材，分别观察其在长日照和短日照两个条件下的开花时间。同时以两个材料为模板克隆这个基因的cDNA序列，并利用生物信息学技术对其氨基酸序列进行分析，发现早花型和晚花型白菜类作物CCA1基因上的差异位点，并通过生物信息学、测序比对等分析得到了初步确认，开发出一个InDel标记。所述InDel分子标记的核苷酸序列为ACCCTT，位于早花型白菜类作物CCA1基因的第六个外显子上，但不存在于晚花型白菜类作物CCA1基因编码区。最后通过验证，将其作为功能标记进行分子辅助育种工作。本发明的分子标记可简便、快速、高通量地应用于育种实践。

技术领域

本发明属于基因工程及分子生物学领域，具体涉及一种与光周期敏感的白菜类作物开花时间紧密连锁的InDel分子标记及其应用。

背景技术

白菜类作物(Brassica rapa)属于十字花科(Cruciferae)芸薹属(Brassica)，是中国乃至世界范围内重要的蔬菜和油料作物，主要包括大白菜、小白菜、芜菁、菜薹、紫菜薹、白菜型油菜等多种类型[1]。油用白菜类作物包括春性和冬性欧洲生态类型、我国特有的白菜型油菜和印度的Sarson类型，以根茎膨大为主要特征的芜菁类型是较原始的白菜类作物栽培种[2]。白菜类作物在开花习性上有一年生和二年生之分，在抽薹、开花时间上存在很大的差异。因此，白菜类作物是研究抽薹、开花变异，进行育种和遗传学研究的良好体系[3]。

开花时间是白菜类作物生产中重要的农艺性状，是其从营养生长到生殖生长的重要标志，先抽薹、开花的现象直接影响了其产量和品质[4-5]。开花时间是由其内源发育信号和多种环境因素共同调控的，其中环境温度和光周期是主要影响因子[6]。Nelson等对起源于欧洲和澳大利亚的一年生夏季甘蓝型油菜进行了光周期敏感性观察，同时对不同光周期(长日照、短日照)条件下的131份双单倍体(Double Haploid)群进行了开花时间(天数)和开花时叶片数进行了观察，发现该亲本及群体开花时间受光周期影响[7]。已有研究表明，植物开花的光周期调控途径涉及复杂的昼夜节律(生物钟)调控网络，昼夜节律(生物钟)核心震荡子包括CCA1和LATEELONGATEDHYPOCOTYL(LHY)等MYB类转录因子[8]。在拟南芥中，CCA1基因通过与TIMING OF CABEXP RESSION 1(TOC1)和LHY基因相互作用形成一个生物钟的反馈环，即CCA1和LHY基因表达达到一定量会抑制TOC1基因的表达，而TOC1基因表达量升高则会促进CCA1和LHY基因表达，进而调控植物对昼夜变化做出响应，是维持生物钟节律的必需组分[9-11]。研究者已经在芸薹属的多种类型中测序发现CCA1存在多个多态性位点，表明CCA1序列变异可用于开发与育种性状相关的分子标记[12]。张志刚等利用CCA1基因在两个敏感性不同的大白菜品种上第329bp(第4外显子)处和1407bp(第7外显子)处的两段序列差异开发出两个InDel标记，用于区分两个大白菜品种的耐抽薹性[13]。Yi等对三个芜菁自交系(RCBr、Kenshin和Chiifu)的DNA序列进行分析，在CCA1基因第4内含子上开发出一个InDel标记[12]。

但是白菜类作物种类繁多，对光周期敏感性存在差异，仅在大白菜或仅在芜菁上进行克隆序列的比较和标记的开发具有一定局限性，而且一般认为外显子上的变异比内含子上的变异更有可能影响植物的表型。

在中国春季及高寒地区的秋冬白菜类作物生产中，先期抽薹、开花常常成为降低蔬菜产量和品质的重要难题[1]。因此，选育一种对光周期敏感耐抽薹、晚开花的优质新品种，已经成为白菜类作物育种中的重要目标，开发对光周期敏感的白菜类作物不同类型CCA1基因的分子标记，可为分子标记辅助育种提供一定的理论依据[14]。

发明内容

本发明为解决如何筛选对光周期敏感白菜类作物耐抽薹、晚开花的优质新品种的问题，提供一种与白菜类作物开花时间紧密连锁的InDel分子标记，方便鉴定对光周期敏感的白菜类作物开花时间以及在白菜类作物分子辅助育种中的应用。