[发明专利]利用转录组学鉴定紫花苜蓿与根瘤菌结瘤专一性的方法在审

专利信息
申请号: 202010130201.9 申请日: 2020-02-28
公开(公告)号: CN111647676A 公开(公告)日: 2020-09-11
发明(设计)人: 康文娟;师尚礼;吴芳;陈永岗;周彤;尹国丽;祁娟 申请(专利权)人: 甘肃农业大学
主分类号: C12Q1/6895 分类号: C12Q1/6895;C12Q1/6869;G16B25/10;G16B30/10;G16B50/30
代理公司: 北京轻创知识产权代理有限公司 11212 代理人: 王欢
地址: 730000 *** 国省代码: 甘肃;62
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摘要:
搜索关键词: 利用 转录 鉴定 紫花苜蓿 根瘤菌 专一性 方法
【说明书】:

发明公开了利用转录组学鉴定紫花苜蓿与根瘤菌结瘤专一性的方法,是利用转录组学手段,测定苜蓿品种接种不同根瘤菌株后的差异基因,并通过差异基因数量权重,鉴定苜蓿品种与根瘤菌株的结瘤专一性。本发明利用转录组学技术直接鉴定苜蓿品种与根瘤菌株的结瘤专一性,摆脱了对共生表型指标的依赖,避免由表型指标引起的共生效应评价不精准的问题,提高了共生效应鉴定的精准性和促进生长的高效性,结果稳定可靠,易于应用,对苜蓿与根瘤菌的精准共生具有重要的意义。

技术领域

本发明属于农业领域,具体涉及利用转录组学鉴定紫花苜蓿与根瘤菌结瘤专一性的方法。

背景技术

豆科植物与根瘤菌的共生固氮体系是自然界效率最高的固氮体系。农业生产中所栽培的豆科植物品种繁多,而不同豆科植物品种与根瘤菌株间存在共生匹配专一性,即某一根瘤菌株仅能与特定豆科植物基因型高效结瘤固氮。苜蓿品种与根瘤菌株的促生效应具有明显的对苜蓿品种和根瘤菌株专一性共生的依赖性,不同根瘤菌株与苜蓿品种共生根瘤对植株生长产生的增产效应差异明显。因此,快速、精准的鉴定共生专一性,以实现根瘤菌株与苜蓿品种的高效匹配,是提高共生系统促进生长效应的重要途径。

目前,对于苜蓿-根瘤菌共生专一性效应的鉴定缺乏精准和快速简便的方法。通常采用田间苜蓿品种接种根瘤菌株,测定共生表型指标的方法筛选高效的共生组合,且在共生表型指标的选择和测定方法上缺乏统一规范和标准,存在受环境条件影响大、结果可靠性低等问题;同时,虽然占瘤率、結瘤数量、固氮酶活性、固氮量、株高和生物量等指标被大多数人所采用,但是由它们衡量的共生效应往往与实际结果存在不一致性,缺乏有效的指导意义。在分子技术应用方面,有关根瘤菌共生效应的研究,主要集中在结瘤因子与固氮酶合成及调控关键基因等方面,但尚未应用到苜蓿-根瘤菌的专一性效应方面。而转录组学技术已经被用于研究紫花苜蓿与根瘤菌的互作,不仅可以用于寻找差异基因和精确分析苜蓿品种与根瘤菌株专一性高效共生的分子机理,还可以利用转录组学技术鉴定苜蓿品种与根瘤菌株的专一性共生效应,可以从基因簇、注释蛋白和代谢通路等角度更加直观的体现苜蓿品种和根瘤菌株共生互作的有效性,为精准构建苜蓿与根瘤菌高效共生体、提高苜蓿产量和质量提供路径。

发明内容

本发明提供了一种利用转录组学鉴定紫花苜蓿与根瘤菌结瘤专一性的方法,有效的解决了上述背景技术中存在的问题。

本发明采用的技术方案如下:

利用转录组学鉴定紫花苜蓿与根瘤菌结瘤专一性的方法,包括以下步骤:

S1、挑选健康紫花苜蓿品种种子数粒,经处理后种植培养至发芽,形成紫花苜蓿幼苗;

S2、制备根瘤菌液,将根瘤菌株经培养处理后调制成根瘤菌液;

S3、接种根瘤菌株,将制备的根瘤菌液加入紫花苜蓿幼苗根部;

S4、样品采集,将收获的紫花苜蓿植株处理后随机选取若干株,采集紫花苜蓿植株的毛根处理后保存;

S5、总RNA提取,采用总RNA提取试剂盒根据Trizol法提取紫花苜蓿植株的毛根组织总RNA;

S6、对总RNA的质量检测,综合评估样品的浓度、纯度和完整性;

S7、cDNA文库构建及上机检测,以提取和检测的总RNA样品为材料,用带有Oligo(dT)的磁珠富集真核生物mRNA;

S8、转录本De novo组装和基本注释,对检测数据处理得到高质量的clean reads,并进行转录本De novo拼接组装和基本注释;

S9、对clean reads进行基因差异表达分析;

S10、通过基因差异表达分析,实现对专一性共生结瘤效应确定。

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