[发明专利]一组基于山茶花转录组的SSR分子标记及其在山茶属植物中的应用

说明书

本发明属于生物技术领域，尤其涉及一组基于山茶花转录组的SSR分子标记及其在山茶属植物中的应用。本申请一共开发了28854对SSR标记，共有13323对SSR引物被开发，进一步得到111对多态性SSR标记，占有效扩增引物的79.85％，远高于现有技术水平；同时，本申请的111对多态性标记的PIC值范围为0.15～0.86，平均值为0.59，远高于现有水平。本申请利用其中27对多态性标记进一步获得的数据揭示了来源于山茶属的89个茶花品种之间真实的遗传关系和群体结构。综上所述，本研究结果将为今后山茶属植物遗传改良研究提供高质量的SSR标记资源。

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其涉及一组基于山茶花转录组的SSR分子标记及其在山茶属植物中的应用。

背景技术

山茶属(genus Camellia)隶属于山茶科(family Theaceae)，广泛分布于我国南部及东南亚地区。山茶属中有几个品种具有重要的经济价值。如山茶花(C.japonica)、滇山茶(C.reticulata)、怒江红山茶(C.saluenensis)以及茶梅(C.sasanqua)，都以其迷人的花朵而闻名；而茶树(C.sinensis)则以其嫩叶被用来生产茶叶而闻名于世；一些种如油茶(C.oleifera)和南山茶(C.semiserrata)的种子则被用于生产高质量的食用和药用油。

山茶属一共包括超过300多个种，是山茶科中最大的一个属。其中，观赏茶花在中国已有2000多年的栽培历史，其于1000多年前传入日本，并于19世纪70年代后期传入欧美。至目前，全世界共有超过3000个茶花栽培品种，成为许多国家和地区最受欢迎的园林观赏花卉之一。但由于自然和人工杂交的关系，该属植物在系统分类方面一直存在某些分歧。

传统的茶花育种是通过种与种间的杂交产生新的后代，然后通过表型选择来选育优质的新品种。虽然传统育种在提高山茶植物质量方面仍发挥着重要作用，但由于选择时间长，选育新品种需要大量资源，严重制约了育种进度。标记辅助选择(MAS)可以直接或间接地将选择标准从表型转变为基因，从而节省时间和资源，在加速作物育种方面具有巨大潜力，可以避免传统植物育种中存在的问题。且分子标记不受环境调节、不受植物生长条件的影响，在植物生长的所有阶段都可以检测到。因此，分子标记辅助选择育种被广泛应用。

简单序列重复(SSR)是由1-6个核苷酸序列基序的连续重复单位组成的基因组片段，其两侧有独特的序列。SSR标记在植物遗传分析和标记辅助选择育种中应用广泛。由于SSRs在整个基因组中分布广泛、共显性遗传和高多态性，已被广泛应用于遗传连锁图构建、遗传鉴定、遗传多样性分析和指纹构建。

近年来，随着高通量测序技术的发展，人们在山茶属植物SSR标记的开发及应用方面取得了一定进展，但大都集中在茶树中。Wu等基于454测序数据，开发了36个茶树多态性(EST)-SSR标记。利用高通量Illumina RNA测序数据，Liu等人在茶树中开发了431个多态性SSR标记，并构建了基于SSR的连锁图谱，覆盖1156.9cM，共237个SSR标记分布在茶树15个连锁群中。另一项研究中，Ma等利用茶树转录组数据开发了450个多态性SSR标记，其中406个标记成功加入遗传连锁图谱。

尽管人们基于转录组和基因组序列，在SSR的开发上作了很多努力，但目前公开可用于如构建高分辨率遗传连锁图、基因组比较作图及遗传学等研究的山茶属SSR标记依然较少。

现有技术中已经披露的如潘丽芹等发表的《基于山茶转录组的SSR标记开发及亲缘关系分析》，北京林业大学学报，2019，41(7):111-120。该研究共合成90对SSR引物，其中仅29对有多态性，占有效扩增引物的39.73％。该研究对8份茶花材料进行了分析，平均PIC值0.496。在标记应用中，该研究仅对8份来自山茶花(C.japonica)及其杂交种材料进行了聚类分析，虽能较好的进行聚类，但样本较少，无法预期其在山茶属植物中的应用。