一种番茄果实抗坏血酸含量相关的分子标记及其应用

专利2025-10-19  14


本发明属于分子生物学,具体涉及一种与番茄果实抗坏血酸含量相关的分子标记及其应用。


背景技术:

1、番茄果实风味独特,含有大量的风味营养物质,包括糖酸、苹果酸、抗坏血酸等。在长期驯化和改良过程中,育种者将番茄产量和抗性等经济性状的提高作为主要目标,而忽略了风味品质提升。维生素c具有防治坏血病的作用,因此又被称为抗坏血酸。抗坏血酸作为一种抗氧化物质,通过调控细胞信号途径以及作为不同生理过程的辅因子,在植物体对生物和非生物逆境的响应中发挥重要的作用。除了在植物体内具有重要的生理生化功能,抗坏血酸作为一种重要的营养物质,可以帮助人们抵抗多种疾病的发生。而人类因为缺少抗坏血酸合成途径最后一个关键酶基因,自身无法生成抗坏血酸,必须从饮食中获取。番茄果实富含抗坏血酸,且深受人们喜爱。

2、d-甘露糖/l-半乳糖途径是番茄果实合成抗坏血酸的重要途径,ggp基因编码的gdp-l-半乳糖磷酸化酶是催化gdp-l-半乳糖转变为l-半乳糖-1-磷酸的关键酶。韩磊(2012)发现在果实发育的早期,ggp基因的表达量相对较高,但该基因的表达量随着番茄果实的发育成熟而逐渐降低;李艳(2021)等人通过超量表达番茄自身ggp基因后,番茄破色期总抗坏血酸的含量与对照材料比显著提高,而番茄ggp基因干涉抑制后,番茄果实中总抗坏血酸含量与对照比显著下降,且d-甘露糖/l-半乳糖途径的其他基因如gmp、gme2、gpp1、gpp2等表达丰度均出现受到显著改变。相关研究结果表明位于d-甘露糖/l-半乳糖途径上游的ggp基因在番茄抗坏血酸合成过程中可能起关键作用。虽然以上对蕃茄果实抗坏血酸含量的研究比较多,但均未提供一种能快速鉴定出区分番茄果实抗坏血酸含量的高低的方法。

3、因此,急需提供一种可以区分番茄果实抗坏血酸含量的方法,便于番茄种质资源的筛选。


技术实现思路

1、鉴于此,本发明提供一种与番茄果实抗坏血酸含量相关的分子标记,能快速准确的区分出番茄果实抗坏血酸含量,利于番茄种质资源的筛选。

2、为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:

3、本发明目的之一是提供一种与番茄果实抗坏血酸含量相关的分子标记,所述分子标记为番茄6号染色体42845487处的一个25bp核苷酸插入/缺失;当存在25bp插入时番茄果实抗坏血酸含量低,基因型为sl型;当不插入时番茄果实抗坏血酸含量高,基因型为sp型;所述分子标记的核苷酸序列下:atgcatgctacaaaatattaaagtt。

4、本发明目的之二是提供一种用于扩增上述分子标记的引物组。

5、在验证上述分子标记准确性中,所述引物组正向引物:atgtaatgtggagttggtgtgtg,反向引物:aaaagagttgcgtgtttatg a。

6、在鉴定番茄品种的应用中,所述引物组包括内引物组和外引物组,其中,内引物组正向引物indel-inside-f:tagcacttccctgcacaa act;反向引物indel-inside-r:tctgcagtttgtgcaactttaa;外引物组正向引物indel-outside-f:gatggtctcaacacccacagta、反向引物indel-outside-r:aatatgggacggagtagagtgtt。

7、本发明目的之三是提供一种上述分子标记在鉴定番茄果实抗坏血酸含量中的应用,所述应用具体如下:

8、以待测番茄的总dna为模板,利用上所述引物组进行pcr扩增并电泳鉴定;当同时出现669bp(核苷酸序列如seq id no.2所示)和475bp(核苷酸序列如seq id no.3所示)两条条带时番茄基因型为sl型,当同时出现644bp(核苷酸序列如seq id no.4所示)和220bp(核苷酸序列如seq id no.5所示)两条条带时番茄基因型为sp型;

9、所述核苷酸序列seq id no.2:gatggtctcaacacccacagt accatggttcccgcctagggttttcacggcccagctctggtgttcatcgcatgttattatttcatgagtttccatctctagctgcccttgtgaaatatcacttaaataaggcaaaaccatgttcaatgtatttgatgaaatctggtctgttcctctgtgaattgaaccttgtgtattattgcttttttctggtataagccatgttctatgtatatgtaatgtggagttggtgtgtgaaatgacccatgtatgctgtttctaattaagacaatactaatataagtttgatttccctatttattctcatcaaactttgtgcttttgatgtataattgcttccacttgaatgacgatagtgcttttgtgtatgtattggagcgggaagtagaattatcactcttactagcacttccctatgcatgctacaaaatattaaagttgcacaaactgcagaccaggctaaatatgttacccacttgcagaagaaaacaaaatttagactaaattgtctaaaaagttgttcccaaggtttgtaacaacttaactaaaccacttataaatgttgtgttaatcataaacacgcaactcttttaattgaaatcaaaatacaacgaatagaaagataaacactctactccgtcccatatt。

10、所述核苷酸序列seq id no.3:gatggtctcaacacccacagt accatggttcccgcctagggttttcacggcccagctctggtgttcatcgcatgttattatttcatgagtttccatctctagctgcccttgtgaaatatcacttaaataaggcaaaaccatgttcaatgtatttgatgaaatctggtctgttcctctgtgaattgaaccttgtgtattattgcttttttctggtataagccatgttctatgtatatgtaatgtggagttggtgtgtgaaatgacccatgtatgctgtttctaattaagacaatactaatataagtttgatttccctatttattctcatcaaactttgtgcttttgatgtataattgcttccacttgaatgacgatagtgcttttgtgtatgtattggagcgggaagtagaattatcactcttactagcacttccctatgcatgctacaaaatattaaagttgcacaaactgcaga。

11、所述核苷酸序列seq id no.4:gatggtctcaacacccacagt accatggttcccgcctagggttttcacggcccagctctggtgttcatcgcatgttattatttcatgagtttccatctctagctgcccttgtgaaatatcacttaaataaggcaaaaccatgttcaatgtatttgatgaaatctggtctgttcctctgtgaattgaaccttgtgtattattgcttttttctggtataagccatgttctatgtatatgtaatgtggagttggtgtgtgaaatgacccatgtatgctgtttctaattaagacaatactaatataagtttgatttccctatttattctcatcaaactttgtgcttttgatgtataattgcttccacttgaatgacgatagtgcttttgtgtatgtattggagcgggaagtagaattatcactcttactagcacttccctgcacaaactgcagaccaggctaaatatgttacccacttgcagaagaaaacaaaatttagactaaattgtctaaaaagttgttcccaaggtttgtaacaacttaactaaaccacttataaatgttgtgttaatcataaacacgcaactcttttaattgaaatcaaaatacaacgaatagaaagataaacactctactccgtcccatatt。

12、所述核苷酸序列seq id no.5:tagcacttccctgcacaaact gcagaccaggctaaatatgttacccacttgcagaagaaaacaaaatttagactaaattgtctaaaaagttgttcccaaggtttgtaacaacttaactaaaccacttataaatgttgtgttaatcataaacacgcaactcttttaattgaaatcaaaatacaacgaatagaaagataaacactctactccgtcccatatt。

13、进一步地,上述应用中所述pcr反应体系:13μl taq master bu ffer,1μl dna模板,1μl indel-outside-f,1μl indel-outside-r,1μl indel-inside-f,1μl indel-inside-r,h2o补齐到25μl;

14、所述pcr扩增程序为:94℃预变性3min,94℃变性30s,53.8~60℃复性30s,72℃延伸1min,34个循环,最后72℃延伸5min。

15、在一些具体实施例中,优选的,所述pcr扩增程序中复性温度为59.2℃。

16、与现有技术相比,本发明的有益效果为:

17、(1)本发明提供的分子标记可以快速、高效、准确地鉴定番茄果实抗坏血酸含量,利用15种常见商业品种和4份野生番茄种质进行验证,其基因型和基因检测结果符合率高达100%,可以很好的应用于番茄种质资源的筛选,区分商业品种和育种材料的果实ggp2的基因型类型。

18、(2)本发明利用arms-pcr进行鉴定操作简单,只需要利用普通taq酶,无需用到限制性核酸内切酶因此成本低,2~3h便能得到结果耗时短;此外,通过对扩增时退火温度、引物浓度比例的探究,得到最适合退火温度为53.8~60℃,最佳引物浓度比例indel-outside-f:indel-outside-r:indel-inside-f:indel-inside-r为1:1:1:1,此时检测条带最为清晰,结果更加准确。


技术特征:

1.一种与蕃茄果实抗坏血酸含量相关的的分子标记,其特征在于,所述分子标记为番茄6号染色体42845487处的一个25bp的核苷酸插入/缺失,所述分子标记的核苷酸序列下:atgcatgctacaaaatat taaagtt。

2.一种用于扩增权利要求1所述分子标记的引物组。

3.根据权利要求1所述的引物组,其特征在于,所述引物组正向引物:atgtaatgtggagttggtgtgtg,反向引物:aaaagagttg cgtgtttatga。

4.根据权利要求2所述的引物组,其特征在于,所述引物组包括内引物组和外引物组,其中,内引物组正向引物indel-inside-f:tagca cttccctgcacaaact,反向引物indel-inside-r:tctgcagtttgt gcaactttaa;外引物组正向引物indel-outside-f:gatggtctcaacacccacagta,反向引物indel-outside-r:aatatgggacgga gtagagtgtt。

5.权利要求1所述分子标记在鉴定番茄果实抗坏血酸含量中的应用,其特征在于,所述应用具体如下:

6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,所述pcr反应体系:13μl taq masterbuffer,1μl dna模板,1μl indel-outside-f,1μlindel-outside-r,1μl indel-inside-f,1μl indel-inside-r,h2o补齐到25μl;

7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述pcr扩增程序中所述复性温度为59.2℃。


技术总结
本发明涉及分子生物学领域,具体涉及一种番茄果实抗坏血酸含量相关的分子标记开发及其应用,本发明通过筛选抗坏血酸相关基因的表达‑全基因组关联分析(eGWAS)数据,鉴定到一个与番茄果实抗坏血酸显著相关的结构变异(structural variant,SV)。该SV位于抗坏血酸合成途径限速酶GDP‑L‑半乳糖磷酸化酶基因(GGP2,Solyc06g073320)下游397bp处,是番茄6号染色体42845487处的一个25bp的插入/缺失。本发明进一步在重测序番茄种质中验证了该SV的存在并针对性的开发了分子标记,结果表明该分子标记可应用于高抗坏血酸番茄果实选育的亲本选择。

技术研发人员:叶杰,谢紫妍,郑涵锴,叶志彪,张俊红,张余洋
受保护的技术使用者:华中农业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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