12月12日,從國家知識產權局獲悉中國科學院武漢植物園的發明專利“一種與獼猴桃總糖含量性狀QTL位點緊密連鎖的分子標記及應用” (ZL 201710286488.2)獲國家發明專利授權。發明人:張瓊、黃宏文、鐘彩虹、劉義飛、姚小洪、劉春燕。
獼猴桃富含維生素C、膳食纖維和多種礦物質營養,是一種深受消費者青睞的健康水果。中國是獼猴桃屬植物的原始起源中心,獼猴桃資源極為豐富,遺傳多樣性高,中國擁有全世界獼猴桃物種資源總數的96%左右。憑借豐富的自然資源,選育聚合優良性狀的新品種,對獼猴桃產業的健康穩定發展起到關鍵作用。獼猴桃果實的主要糖組分為果糖和葡萄糖,同時含有少量蔗糖成分。果實中糖、酸含量及其比值對果實風味品種有著非常重要的影響。因此增加總糖含量對改善獼猴桃果實品質至關重要,是獼猴桃育種的重要目標之一。
傳統獼猴桃育種中,童期長、種植占地面積大等是影響育種效率的主要困難。隨著分子生物學和測序技術的迅猛發展,對性狀的選擇正在逐漸由表型選擇向基因型選擇過渡。分子標記輔助育種能利用與目標性狀基因緊密連鎖或共分離的分子標記對個體進行篩選,以達到提高目標性狀選擇效率、縮短育種年限的目的。近年來,在蘋果、梨、葡萄等果樹中,已成功開發了重要農藝性狀分子標記,利用分子標記進行輔助選擇也日趨成熟。然而,獼猴桃重要農藝性狀定位及相關分子標記開發工作比較匱乏。2013年,獼猴桃基因組草圖的公布為基因組學研究和獼猴桃分子輔助育種提供了重要基礎。隨后,基于構建獼猴桃高密度遺傳圖譜,開發了3個性別鑒定標記,在育種早期進行性別鑒定,避免了人力和物力的浪費。農藝性狀QTL定位就是在遺傳分離群體的基礎上,借助分子標記和遺傳圖譜,利用QTL作圖軟件對分離群體的數量性狀表型數據進行分析,從而確定數量性狀基因在染色體上的位置和效應。利用遺傳連鎖圖譜,結合表型數據開展數量性狀位點(Quantitative Trait Loci,QTL)掃描,已成為解析復雜數量遺傳學規律、有效定位關鍵農藝性狀、開發關聯分子標記以及對優良性狀進行早期選擇的有效手段。
目前,對獼猴桃重要品質性狀總糖的QTL定位以及發掘與總糖相關的分子標記研究尚未開展。開展獼猴桃總糖的QTL研究,基于QTL位點信息進行分子標記篩選,有助于提高對獼猴桃總糖性狀選擇的育種效率,節約育種成本,提升獼猴桃產業經濟效益。
武漢植物園獼猴桃種質資源與育種學科組張瓊副研究員等首次定位了獼猴桃中控制總糖的主效QTL位點,可解釋24.36%的表型方差。在常規育種方法中,獼猴桃總糖含量的測定要等到成熟期,浪費大量時間和精力,且選擇效率低下,而通過檢測與總糖含量主效位點連鎖的分子標記,可以在早期進行淘汰,不僅節約生產成本而且大大提高選擇效率。本發明中獼猴桃總糖的主效基因位點位置明確,分子標記位點的檢測方法方便快捷,不受環境影響。通過檢測與總糖性狀相關的分子標記,即可預測獼猴桃總糖含量,進而準確快速篩選總糖含量高的優良單株。