[发明专利]一种与辣椒果实角质层缺乏基因连锁的分子标记及应用

说明书

本发明公开了一种与辣椒果实角质层合成基因连锁的分子标记及应用。利用野生型与突变型辣椒材料构建了F₂群体。利用BSA群体定位的方法获得与辣椒果实角质层合成基因紧密连锁的染色体区域，并在候选区间内开发分子标记。根据单碱基突变设计了1个KASP分子标记，利用该标记对F₂群体中的182个单株进行基因型鉴定，符合率达到100％。研究结果不仅有助于果实角质层缺乏型辣椒的鉴别及辅助育种，且为果实角质层合成基因的图位克隆及解析角质层合成的分子机理提供了基础，具有广泛的推广价值。

技术领域

本发明属于辣椒育种分子生物学领域，涉及辣椒(Capsicum annuum L)果实角质层合成基因连锁的分子标记及该分子标记在辣椒果实角质层鉴定和育种中的应用。

背景技术

大约在4.5亿年前的中古时代，植物开始殖民到干旱的栖息地，此时陆地植物面临的最大挑战是干燥，所以允许植物在陆地定植的最关键的进化创新就是以疏水性皮肤或角质层的形式开发专门的表皮细胞壁，以限制蒸腾水分流失。因此，几乎所有陆地植物地上器官的外表面都存在角质层。除了防止水分散失外，作为植物一级保护屏障的角质层同样也发挥其他重要的生理作用，如抵抗生物胁迫如病虫害，防护非生物胁迫如渗透胁迫和辐射等。植物角质层的结构复杂并含多种组分，通常情况下，其主要由两种脂质成分组成：一种主要是脂肪族的有机溶剂溶性化合物，称为蜡；另一种是结构复杂的酯化含氧脂肪酸聚合物，称为角质。这些成分一起形成了一个抵御环境压力的弹性屏障，如干燥、害虫和病原体。

目前对于角质层相关基因的研究报道还是相对较少，大部分集中在拟南芥和番茄两种模式植物。拟南芥中角质层蜡质突变体最多的是cer突变体。cer1、cer2和cer6突变体为光泽型，cer1突变体和cer6突变体的的基因多效性结果均是降低育性，但一个基因功能是与蜡质成分的运输(或分泌)有关，另一个则是编码脂肪酸代谢酶；cer2变体的的基因多效性结果是阻断C₂₈的延长，与拟南芥生长调控有关；cer3和cer10突变体呈现微白粉状蜡质，其基因多效性结果分别为阻断碳链延长和花器官融合从而降低育性；cer13突变体呈现半白粉状蜡质，同样是导致花器官融合，降低育性。而在番茄中，SlSHN3基因属于AP2(APETALA2)家族，并在绿熟期的番茄果实外表皮中有效表达，SlSHN3沉默表达会降低番茄角质层中蜡质和角质的含量；HD-Zip IV家族成员CD2角质突变基因在番茄果实角质的生物合成中发挥着关键的调控作用；FUL1/2和TAGL1基因都属于MADS-box家族，FUL1/2沉默表达后会导致番茄果实脂质和角质层的代谢发生改变，TAGL1基因的超量表达会增加角质层的数量及其组分。

辣椒(Capsicum Annuum L.)属于茄科辣椒属，为一年或有限的多年生草本植物，作为世界范围的主要蔬菜作物及人们喜爱的蔬菜之一，辣椒在整个蔬菜生产中占有重要地位，在茄科中排名第四，仅次于番茄、马铃薯和茄子，特别是在我国，因其超高的种植效益，辣椒成为了农民发家致富的主要作物，因此辣椒的种植面积仍然在不断扩大。目前辣椒在果实发育、新品种选育、抗病抗虫研究、设施栽培、辣椒红素、辣椒素及提取物抗氧化方面的研究较多，但在果实角质层方面的研究尚缺，因此辣椒果实角质层缺乏突变体作为一种重要的种质资源，将会深受未来育种家们的青睐。通过开发与辣椒果实角质层合成基因连锁的分子标记，采用杂交和回交等技术快速的将角质层合成基因与其他优良性状基因导入到植株中，为选育高质量的新品种提供基因资源。开发与角质层合成基因连锁的分子标记，有利于果实角质层最适厚度辣椒的选育，且为克隆辣椒果实角质层合成基因，研究角质层合成的分子机制奠定了基础。

发明内容

本发明的首要目的在于针对辣椒果实表面中出现的角质层缺乏现象，提供一种与辣椒果实角质层合成基因连锁的分子标记Paper_200104484。为果实角质层缺乏型辣椒突变体的筛选，鉴定和辅助筛选辣椒果实角质层缺乏性状，以及果实角质层缺乏型辣椒的育种等提供新的途径。

一种与辣椒果实角质层合成基因连锁的分子标记，具体在辣椒全基因组12号染色体的200104484bp处G向A的突变。