红叶芥叶色性状连锁的cDNA-AFLP标记研究

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芥菜(Brassica juncea Coss.)属于十字花科芸薹属作物,是我国重要的栽培蔬菜、油料和调料作物,具有重要的经济价值。红叶芥是芥菜当中一个非常独特的品种,以其叶片颜色呈红色而命名。其叶片为什么会呈现红色,国内外关于这方面的研究还很少。如果能找到控制红叶芥叶片颜色的基因,就可以创造出优异的种质资源,增加物种的遗传多样性,选育出优良的观赏食用蔬菜新品种和新类型;另一方面,如果能把检测到与芥菜红叶性状紧密连锁的基因标记,构建成连锁图,将为芥菜综合遗传连锁图谱的构建打下基础,并为分子标记辅助育种提供依据。本试验选择色泽独特的红叶芥,运用cDNA-AFLP技术,筛选与红叶芥叶色性状紧密连锁的cDNA-AFLP标记,并进行同源性分析和功能注释。该试验将促进对红叶芥遗传基础分子水平的深入研究,丰富芥菜的基因图谱,并为分子标记辅助育种和叶色相关基因的克隆和应用奠定基础,极大地推进芥菜色泽育种的进程,提高我国芥菜育种在国际上的竞争能力。主要研究结果如下:1.建立了适宜红叶芥的cDNA-AFLP反应体系本试验选用红叶芥为试材,针对其叶色的独特性,提取不同时期样品的总RNA,利用置换合成法合成双链cDNA后,经过Taq I/Vsp I双酶切加人工接头后进行预扩增和选择性扩增。通过对PCR反应体系中模板稀释倍数、Mg2+浓度、dNTP浓度和Taq DNA聚合酶浓度进行优化,得到最佳的PCR反应体系:预扩增产物稀释30X,Mg2+浓度为1.2mM,dNTP浓度为0.2mM,Taq DNA聚合酶加入0.8U时,选扩效果较为理想。2.利用64对引物发现了60条在红叶芥叶片变红时出现的差异带选用64对引物,采用cDNA-AFLP技术结合银染从芥菜变红叶片中发现了60条差异带。这60条差异带可能与红叶芥叶片呈现红色密切相关。3.有效克隆差异带中的五个片段并进行序列比对从60条差异带中选取了5条差异明显且重复性高的条带进行回收、再扩增、纯化、克隆后进行双向测序。测序后提交到NCBI数据库进行序列比对并进行功能性分析。结果发现其中一条TDFV1T2(149bp)与十字花科植物的叶绿体基因组有较高的同源性,可能属于新发现的芥菜叶绿体基因片段。另外四条序列分别与拟南芥中编码二酰基甘油激酶、半胱氨酸肽酶、肽基脯氨酰顺反异构酶亲环型家族蛋白、阿拉伯糖苷酶/木糖苷酶等序列具有一定的同源性。这4条序列是否和红叶芥叶色变化相关,仍需要通过更加深入的研究验证及探讨。
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