本发明属于分子标记,具体为一种用于鉴别金合欢醇型细毛樟的indel分子标记、引物组及其应用。
背景技术:
1、植物精油是植物体内产生的一类具有重要生理作用的次生代谢物。金合欢醇(farnesol)是一些香料植物的主要精油成分之一,也是一些中草药植物的重要活性成分,它广泛存在于植物体的花、叶、茎等部位。金合欢醇具有温和而细腻的带有铃兰特征的花香气味,在医药、农药、化妆品和日用化工等领域已经得到较多应用,因此在香料及医药工业中具有重要作用与开发前景。
2、樟属植物通常含有丰富的叶精油,其成分与含量具有极其复杂的多态性。细毛樟(cinnamomum tenuipile kosterm.)属于樟科樟属植物,分布于云南南部及西部海拔580-2100米的山谷或谷地的灌丛、疏林或密林中,花期2-4月,果期6-10月,其部分植株的叶精油含量与纯度非常高,是一种重要的香料植物。有一种类型的细毛樟的叶精油中金合欢醇占比极高,且由于细毛樟生长较快,萌发力较强,能不断更新和持续利用,可以用来大规模低成本地生产金合欢醇,具有重要经济价值和开发潜力。然而已有研究表明,细毛樟叶精油主成分的多态性受到生境、个体差异、生育期等多种因素的影响,尤其在不同个体间会出现较大的差异。树龄两年以下的细毛樟的叶精油中通常包含混杂的精油成分,从各成分的占比来判断不具有明显的主成分,两年以上的植株群体中不同个体的叶精油主成分占比能达到60%-99%,可能为芳樟醇、香叶醇、金合欢醇、1,8-桉叶素、樟脑、龙脑、柠檬醛、水芹烯、榄香素、榄香烯、甲基丁香酚等。此外,细毛樟是异花授粉植物,自然结实率很低,有性后代化学成分会发生变异,如香叶醇型细毛樟有性后代有56%左右的植株可保持母本的特性,能分化出8个化学型,金合欢醇型细毛樟有性后代有50%左右植株可保持母本的特性,可分化出1,8-按叶油素,香叶醇等化学型,无法稳定遗传亲本的精油成分性状。以上这些问题限制着细毛樟的开发与利用。
3、目前尚无便捷且有效的方法能够快速地鉴定出细毛樟幼苗在两年成苗后的叶精油主成分。想要明确细毛樟植株的叶精油中是否具有高含量的金合欢醇,只能取两年树龄以上的个体的大量叶片,通过水蒸气蒸馏等方法提取总叶精油,随后使用气相质谱等设备鉴定叶精油的具体成分及相应的含量。整个过程耗时长,效率低,花费高,不能满足现代化工业生产的迫切需求。
4、分子标记引物是用于pcr(聚合酶链反应)的特异性引物,它们可以用于检测基因组中的特定dna片段。分子标记是一种遗传标记,其本质是一段在生物群体的不同亚群中稳定存在且与特征性状连锁遗传的dna序列。分子标记技术主要应用在如下几个方面:构建遗传连锁图谱;基因/qtl定位;分子标记辅助选择育种;植物遗传多样性分析;品种和品质纯度鉴定及遗传纯度的测定;疾病检测。分子标记技术能快速、准确、高效地对潜在的具有特殊性状的个体进行鉴定。
5、因此,发掘与金合欢醇化学型连锁的分子标记并应用于细毛樟种苗的筛选具有重要意义。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种用于鉴别金合欢醇型细毛樟的indel分子标记、引物组及其应用,该分子标记扩增稳定,能用于金合欢醇型细毛樟植株的鉴定。
2、为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
3、本发明提供了一种用于鉴别金合欢醇型细毛樟的indel分子标记,所述分子标记的核苷酸序列如seq id no.1所示。
4、本发明还提供了一种用于鉴别金合欢醇型细毛樟的引物组,所述引物组根据所述的indel分子标记设计上游引物和下游引物;所述上游引物的核苷酸序列如seq id no.2所示;所述下游引物的核苷酸序列如seq id no.3所示。
5、本发明还提供了一种用于鉴别金合欢醇型细毛樟的试剂盒,所述试剂盒包括所述的引物组。
6、本发明还提供了所述的分子标记或所述的引物组或所述的试剂盒在鉴别金合欢醇型细毛樟中的应用。
7、本发明还提供了所述的分子标记或所述的引物组或所述的试剂盒在金合欢醇型细毛樟定向育种中的应用
8、本发明还提供了一种金合欢醇型细毛樟的鉴别方法,包括如下步骤:
9、提取待测样本的基因组dna;
10、以上述样本的基因组dna为模板,利用所述的引物组或所述的试剂盒进行pcr扩增,对pcr扩增产物进行电泳检测;
11、根据所述的电泳条带结果鉴别金合欢醇型细毛樟。
12、优选地,所述鉴别的标准如下:若pcr扩增产物中未扩增出384bp大小的插入片段,则待测样本为金合欢醇型细毛樟;若扩增产物中扩增出384bp大小的插入片段,则待测样本为非金合欢醇细毛樟。
13、优选地,所述pcr扩增的反应体系以20μl计为:15-25ng dna模板1μl,0.1-0.3μm上游引物1μl,0.1-0.3μm下游引物1μl,2×taqmastermix 10μl,补ddh2o至20μl。
14、优选地,所述pcr扩增的反应程序如下:95℃预变性5min;95℃变性30s,60℃退火30s,72℃延伸30s,32个扩增循环;72℃延伸5min;4℃保存。
15、更优选地,所述金合欢醇型细毛樟指通过水蒸气蒸馏提取的细毛樟叶精油中金合欢醇的含量占比高于60%。
16、本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:
17、(1)现有的确定细毛樟叶精油主成分的方法需要叶精油性状稳定的树龄两年以上的树苗作为材料,并取大量叶片提取叶精油,通过气相质谱等方法进行成分鉴定,操作极其繁琐且费时费力。使用本发明提供的引物组,仅需使用数毫克的叶片提取dna作为pcr反应的模板,在植物体的各个组织和发育时期,均可检测,不受季节和环境限制,无需等待树苗生长至两年,从而提高育苗的方向性,大幅缩短育苗周期,操作简便,能够节约大量人力物力资源。
18、(2)本发明的引物组可在非高金合欢醇含量的细毛樟植株中通过pcr扩增得到特异性的384bp长的条带,在金合欢醇型细毛樟植株中无法得到对应的条带。本发明的分子标记扩增较稳定,能用于金合欢醇型细毛樟植株的鉴定。
1.一种用于鉴别金合欢醇型细毛樟的indel分子标记,其特征在于,所述分子标记的核苷酸序列如seq id no.1所示。
2.一种用于鉴别金合欢醇型细毛樟的引物组,其特征在于,所述引物组根据权利要求1所述的indel分子标记设计上游引物和下游引物;所述上游引物的核苷酸序列如seq idno.2所示;所述下游引物的核苷酸序列如seq id no.3所示。
3.一种用于鉴别金合欢醇型细毛樟的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒包括权利要求2所述的引物组。
4.权利要求1所述的分子标记或权利要求2所述的引物组或权利要求3所述的试剂盒在鉴别金合欢醇型细毛樟中的应用。
5.权利要求1所述的分子标记或权利要求2所述的引物组或权利要求3所述的试剂盒在金合欢醇型细毛樟定向育种中的应用。
6.一种金合欢醇型细毛樟的鉴别方法,其特征在于,包括如下步骤:
7.根据权利要求6所述的鉴别方法,其特征在于,所述鉴别的标准如下:若pcr扩增产物中未扩增出384bp大小的插入片段,则待测样本为金合欢醇型细毛樟;若扩增产物中扩增出384bp大小的插入片段,则待测样本为非金合欢醇细毛樟。
8.根据权利要求6所述的鉴别方法,其特征在于,所述pcr扩增的反应体系以20μl计为:15-25ng dna模板1μl,0.1-0.3μm上游引物1μl,0.1-0.3μm下游引物1μl,2×taq mastermix10μl,补ddh2o至20μl。
9.根据权利要求6所述的鉴别方法,其特征在于,所述pcr扩增的反应程序如下:95℃预变性5min;95℃变性30s,60℃退火30s,72℃延伸30s,32个扩增循环;72℃延伸5min;4℃保存。
10.根据权利要求6或7所述的鉴别方法,其特征在于,所述金合欢醇型细毛樟指通过水蒸气蒸馏提取的细毛樟叶精油中金合欢醇的含量占比高于60%。
