[发明专利]一种基于菜豆CACTA转座子研发的新型分子标记、引物对、分子标记设计方法及应用

说明书

本发明公开了一种基于菜豆CACTA转座子研发的新型分子标记、引物对、分子标记设计方法及应用，检索利用1645条CACTA序列随机设计得到11个能够在品种间产生清晰且具有多态性的分子标记pv_CACTA5、pv_CACTA7、pv_CACTA8、pv_CACTA10、pv_CACTA12、pv_CACTA18、pv_CACTA37、pv_CACTA40、pv_CACTA41、pv_CACTA46、pv_CACTA48。本发明的方法设计的基于菜豆CACTA转座子研发的新型分子标记具有理想分子标记的诸多优点：如多态性高、基因组中广泛随机分布、重复性好、技术要求较低和开发成本低等，可以加快推动菜豆分子育种的进程。

技术领域

本发明属于分子生物学和生物信息学领域，具体涉及一种基于菜豆CACTA转座子研发的新型分子标记、引物对、分子标记设计方法及应用。

背景技术

菜豆(Phaseolus vulgaris)属于豆科菜豆属，是世界上种植面积最大的食用豆类，它们最早于8000年前在秘鲁和墨西哥栽培，形成了安第斯和中美洲两个基因库，我国菜豆于15世纪从美洲直接引入，但具体的基因库来源没有详细记载，现在主要分布在黑龙江、云南、贵州、山西等省区种植。我国的菜豆种植资源类型丰富，形态标记固然表现直观测定简单，但不足以完全满足对菜豆种类的鉴定、育种等研究。

分子标记技术是继形态学标记、细胞标记和生化标记之后发展起来的，它是以DNA序列多态性为基础的遗传变异，能在DNA分子水平上检测生物间的差异，是生物遗传多样性的直观反映。分子标记技术的发展极大的助力了分子辅助育种、基因克隆、基因定位和植物遗传连锁图谱建立等技术的推进。

第一代分子标记技术是以Southern杂交为核心，常见的有限制性片段长度多态性RFLP、可变数目串联重复位点VNTR和染色体原位杂交CISH共3种。其中RFLP最具有代表性，该技术重复性好、稳定、标记数量多等优点，但DNA含量要求高，技术繁杂，同时有放射性危害的缺点。二代分子标记技术的基础是PCR扩增和电泳技术，分为基于PCR技术和基于PCR技术与限制性酶切相结合的分子标记技术。前者包含随机引物PCR标记和特异引物PCR标记，后者包括酶切扩增多态性序列CAPS和扩增片断的长度多态性AFLP。相对于第一代技术，第二代技术更先进，需要的DNA量更少，多态性更高，但是费用也相对较高。第三代分子标记技术是基于高通量测序和DNA芯片的技术，主要包含了DNA条形码技术、单链构象多态性SSCP和单核苷酸多态性SNPs。由于SNPs是建立在基因芯片和基因组大量测序的基础上的，因此，其研究成本和研究技术要求更高。另外，还有一些其他新型的分子标记例如以基于目的基因的如保守DNA衍生多态性CDDP；以mRNA为基础的ESTs表达序列标签分子标记技术；基于反转录转座子的反转录转座子位点间扩增多态性IRAP，基于DNA转座子的MITE位点间多态性IMP，及转座子显示TD等。

转座子(Transposon)又被称为跳跃因子，是基因组上可以从一个位置跳跃到另一个位置的DNA序列，广泛的存在于基因组中。由于转座子在宿主基因组中复制、移动，从而在基因组中产生了转座子插入的多态性。这些插入对基因组和基因产生巨大的影响，对物种、品种、亚种、品系的形成具有重要的意义。根据转座方式的不同，转座子可以分为以RNA为介导的逆转座子，和以DNA为媒介的DNA转座子。CACTA类转座子分布十分广泛，是基因组中DNA含量较高的DNA转座子，在一些禾本科基因组中甚至占到了10％。虽然菜豆基因组学研究开发了大量的数量性状变异的QTL，但是难以进行精细定位，进而难以开展有效的分子标记辅助选择。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于菜豆CACTA转座子研发的新型分子标记、引物对、分子标记设计方法及应用，具有理想分子标记的诸多优点：如多态性高、基因组中广泛随机分布、重复性好、技术要求较低和开发成本低等，可以加快推动菜豆分子育种的进程。

本发明是通过以下技术方案实现的：