[00144878]马铃薯LTR逆转座子的分离、鉴定及其标记开发利用

一、课题来源与背景 马铃薯是世界第四大粮食作物,栽培范围遍布全球160多个国家和地区。2010年中国马铃薯种植面积达520.5万hm2,总产量8152万t,已成为世界第一大马铃薯生产国。经过广泛引种和自然变异,我国马铃薯种质资源相对丰富,利用现有分子标记技术可以检测一定的马铃薯多态性,但存在重复性差、操作复杂、成本高和多态性不高等问题。因此,有必要在马铃薯上开发新的分子标记技术。LTR逆转座子两端通常以反向重复序列5’-TG-3’起始和5’-CA-3’结束,对基因组大小、结构、功能和进化具有重要作用,近年来已成为基因克隆、基因表达调控、进化、生物多样性和系统发育研究的重要工具。基于逆转座子两端LTR序列的分子标记方法是检测逆转座子插入位点和逆转座子自身变异的一种高效标记技术,其最大优势在于它能覆盖全基因组,提供的信息更丰富,可作为高通量标记分析,具有很大的发展潜力。目前,从马铃薯基因组中分离LTR逆转座子的研究严重不足,尚未见到基于逆转座子开发分子标记的任何报道。因此,马铃薯LTR逆转座子的分离及其分子标记开发具有重要的理论意义和应用价值。 基于上述研究背景,本人成功申请并中标一项由广西科技厅下达的广西自然科学基金面上项目《马铃薯LTR逆转座子的分离、鉴定及其标记开发利用》（2015GXNSFAA139079）,研究期限2015.1-2018.8,本项目已于2019年3月26日顺利结题。 二、研究目的与意义 本课题通过从马铃薯基因组中分离LTR逆转座子,并建立基于LTR逆转座子序列的IRAP分子标记技术,开展马铃薯种质资源遗传多样性研究,为马铃薯种质资源研究和育种提供理论基础,在马铃薯品种鉴定和质量检测上也具有重要意义。 三、主要论点与论据 （1）通过iPBS 技术分离得到3条马铃薯LTR 反转录转座子的PBS-LTR 序列,随机挑取40个克隆分别获得8条马铃薯Ty1-copia逆转座子的RT 序列、8条马铃薯Ty3-gyspy逆转座子的RT 序列和2条RNaseH-LTR 序列;根据获得的LTR序列设计引物建立了IRAP分子标记技术体系,初步对33份广西马铃薯材料进行初步评价,揭示了马铃薯种质资源遗传多样性。 （2）发表论文7篇（其中SCI收录1篇,国内中文核心4篇）,还有1篇已被中文核心期刊《江苏农业科学》录用。 （3）项目主持人何虎翼在2016年广西农业科学院年度考核中被评为“优秀”,2016年从助理研究员晋升为副研究员。 （4）协助培养硕博连读研究生1 名。 （5）2 人次参加国内学术会议交流了学习经验。 四、创见与创新 （1）首次采用生物信息学分析方法鉴定获得LTR逆转座子; （2）利用简并PCR技术分离获得马铃薯LTR逆转座子的保守区序列; （3）首次开发了马铃薯LTR逆转座子分子标记。 五、社会经济效益 ,存在的问题 本项目研究属于基础研究,无法体现直接的社会经济效益,但本项目所取得的成果将为马铃薯LTR逆转座子的分离、LTR逆转座子分子标记的开发、马铃薯种质资源的分子鉴定、马铃薯关键功能基因的克隆奠定坚实的基础。 马铃薯种质资源保存于广西农科院种质库,部分材料发芽力不强,对材料基因组DNA提取造成一定影响。 六、历年获奖情况 本成果相关技术之前未申报并获得任何奖励。