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菠菜分子标记技术服务

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-08-03 17:56:00

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”国家乡村特色产业高质量发展产业科技服务团| 王赟 | 2022-09-16 15:52:35
本研究用改良2xCTAB法[10-11]提取菠菜雌、雄成株的叶片基因组 DNA,通过 PCR反应条件筛选与优化,利用 RAPD分子标记技术探讨菠菜不同性别植株基因 组之间的差异,筛选与性别相关的分子标记,不仅为菠菜性别的早期鉴定提供技术手段,而且对研究雌雄异株植物的性别决定和分化机制、克隆与性别相关的基因奠定基础。
分子标记技术虽然仅发展了20余年,但已渗透干整个生物研究界,在农业研究中,它作为一种重要的育种手段已充分显示出独特的优越性,目前分子标记辅助育种技术已在蔬菜遗传育种中广泛应用由于菠菜的重要性不及粮食作物,分子标记技术在菠菜上的应用较少,分子标记技术在菠菜研究中的应用具有广阔的前景,另一方面,分子标记技术仍然为一种新的技术应与传统的育种技术有机结合.分子标记技术的检测结果和效应最终要到大田试验中验证.随着分子生物学的发展,将分子标记育种技术与传统育种很好地结合起来,必将对菠菜的遗传育种起着巨大的推动作用随着菠菜基因组的测序完成,利用全基因组关联分析,结合传统遗传定位将筛选获得更多与耐热、性别调控、抗霜霉病等性状有关的分子标记,为分子标记辅助选择育种尊定坚实的基础,也为挖掘菠菜分子遗传信息和机制提供重要契机,将大大促进菠菜基础研究和应用研究的进展因此,进一步加快菠菜分子标记的开发,筛选与菠菜性型、抗病及其他性状紧密连锁的分子标记,进行分子标记辅助选择育种、多位点聚合育种及分子设计育种,也是未来菠菜育种的发展方向

菠菜系雌雄异株植物,开花前无法判定性别.由于菠菜性别不同,经济价值不同(雄株叶片肥大、长势好、上市早,比雌株高产),对其性别的早期鉴定尤显重要[24].利用分子标记技术探讨菠菜不同性别植株基因组之间的差异,筛选与性别相关的分子标记,不仅为菠菜性别的早期鉴定提供技术手段,且为研究雌雄异株植物的性别决定和分化机制、克隆与性别相关的基因提供了参考.

利用ISSR扩增体系在雌、雄DNA混池中筛选出一个能扩增出约1 200 bp的雌性连锁标记I62,并将其转化为稳定性和特异性更好的SCAR标记,该标记在雌株中可以扩增出1 176 bp的特异条带,而在雄株中没有其条带.设计了7对EST-SSR引物,在适合的PCR反应体系下,分别以雌、雄菠菜DNA基因组为模板,对设计的EST-SSR引物进行筛选,结果显示:以EST序列HS097148设计的一对引物从菠菜雌雄基因组中扩增出一条雄性特异的条带,表明通过菠菜EST-SSR引物获得菠菜性别相关特异序列是可行的.采用SRAP-BSA法筛选到3个与性别基因X/Y紧密连锁的SRAP标记:SRAP4.3,SRAP5.7和SRAP9.5,并将SRAP5.7和SRAP9.5转化为SCAR标记(S5.7,S9.5),将SRAP4.3转化为dCAPs标记(D4.3).其中SCARP标记S5.7,S9.5与Y基因共分离,dCAPs标记D4.3与X/Y基因紧密连锁,遗传距离为0.3 cm.分子标记S5.7和S9.5在菠菜雄株里可以分别扩出126 bp和119 bp的特异性条带,在雌株里没有条带.dCAPs标记D4.3在雌、雄株中都可以扩出179 bp的条带.用AluI内切酶酶切,雌株只有1条带,而雄株有2条带,分子标记鉴定结果与表型鉴定结果一致,说明这3个分子标记可以用于分子标记辅助选择育种.

中国农业科学院蔬菜花卉研究所是中国农业科学院所属专业研究所之一,也是蔬菜花卉学科国家级公益性专业研究机构。研究所创建于1958年,其前身是华北农业科学研究所园艺系蔬菜研究室。曾两次整制下放北京市,又两次回到中国农业科学院,1987年更名为蔬菜花卉研究所。 研究所主要任务是围绕中国蔬菜、花卉产业和学科发展的重大需求,开展应用基础研究,创新重要的应用技术和基础理论,开展科技成果转化,组织全国重大科研协作;开展国内外学术交流和培训,培养高层次专业技术人才;编辑出版学术刊物。 据2017年5月研究所官网显示,研究所拥有科研建筑面积1.8万平方米,有试验农场6个,总面积79公顷;共有职工200余人,高级职称80人,研究员33人,拥有中国工程院院士1人;下设10个研究室、2个农业部重点实验室、1个国家工程实验室;拥有1个博士后流动站、3个二级学科博士点、3个二级学科硕士点、2个专业硕士点。

中国农业科学院蔬菜花卉研究所[21]利用其构建的遗传连锁图谱,结合关联分析技术,将菠菜霜霉病抗性位点RPF1定位到菠菜3号染色体的1.72 Mb區域内,进一步通过SLAF-Seq开发的分子标记将RPF1定位到0.89 Mb区域内.该区域包含14个R基因,并鉴定出3个抗菠菜1~7,9,11,13和15号霜霉病生理小种的候选基因(Spo12729,Spo12784和Spo12903),根据这3个基因在感病和抗病菠菜材料之间的差异位点,开发了3个分子标记,为后期进行菠菜霜霉病分子标记抗性鉴定提供保障.SHI等[22]通过对273种菠菜基因型进行叶斑病抗性分析,结合关联分析,发现8个SNP标记(AYZV02052595_115,AYZV02052595_122,AYZV02057770_10404,AYZV02129827_205,AYZV0-2152692_182,AYZV02180153_337,AYZV02225889_197,AYZV02258563_213)与叶斑病抗性有很强的相关性.SHI等[23]还利用相同的方法,鉴定出5个SNP标记(AYZV02052595_108,AYZV02112284_14543,AYZV02123399_146,AYZV02164612_331,AYZV02170942_274)与黄萎病抗性相关,这些SNP标记将成为菠菜分子育种中,通过标记辅助选择抗叶斑病和黄萎病的工具.

合作方式:技术开发

负责该项目技术开发,生产培训,生产监控,产品品管。其它由甲方负责(包括设备投资,物料采购,产品销售,产品配送,财务管理等)

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技术,市场保密

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该项目所得利润按合作方所占的不同股权比例按股分成,其中甲方占股权分成%,乙方占股权分成%。在保证项目正常运作的情况下,每年进行年终分红一次(每年元月对上一年度红利进行分成)。扩大业务运营如需要提留利润时,必须经过各方认可,且不得超过年度利润总额的30%。该提留按各方所占股权比例计为各方的的股本金投入。