一个调控芝麻株型性状的基因SiPT1及其检测引物对

一个调控芝麻株型性状的基因sipt1及其检测引物对
技术领域
1.本发明属于芝麻分子遗传育种技术领域，具体涉及一个调控芝麻株型性状的基因sipt1及其检测引物对。


背景技术：

2.芝麻（sesamumindicuml., 2n=26）是一种优质特色油料作物，在食品加工中具有重要地位。由于芝麻株型对芝麻产量、种植管理模式影响较大，因此，芝麻株型研究和改进是重要的技术课题。
3.统计分析表明，我国芝麻品种多为单杆型，虽然具有产量高优点，但由于植株相对高大，导致适于机械化生产程度较低；而国外芝麻品种多为分支型，植株矮，适于密植和田间机械化管理，但单产水平有待提高。
4.近年来，随着生物技术研究手段丰富和研究深入，科研工作者对芝麻株型性状的遗传研究取得了较大进展。结果显示，芝麻株型主要涉及单杆型和分支型。相对于单杆性状，分支性状为显性性状，受一对显性基因控制。而随着芝麻全基因组测序工作的完成，也为相关株型调控基因的克隆和深入研究奠定了较好工作基础。


技术实现要素：

5.本技术中，发明人以现有560份芝麻自然资源为材料基础，利用自然群体关联分析等技术，结合芝麻基因组精细图，成功克隆获得了一个调控芝麻株型性状的sipt1基因，基于该基因的深入研究，可为进一步的芝麻株型调控、以及新品种培育奠定一定技术基础。
6.本技术所采取的技术方案详述如下。
7.一个调控芝麻株型性状的基因sipt1，该基因位于芝麻第10条染色体上，属于显性控制基因（相较于单杆型等位基因），对分支性状的解释率为100%（即，该基因控制表现为分支性状）；该基因长度为1318bp，包含4个外显子和3个内含子，其碱基序列如seq id no.1所示，具体为：atggcaagaatgtcagatcccctcatagttggaagagtgataggggatgttcttgactctttcagtccaactaccaagatgtttgtcacttacgctaataaacaagtgttcaatggtcatgagttctatccttctgcagttgctatgaaaccaagggttgagattcaaggaggcgacttaagaaccttttacactttggtaaacacattaattcaatttaatttatcacatttacaccactagatatatatatatatatatatatattaacacacctcccggcccgttcttttctttcttcctttatttacgtgcaataatctatatgtcctaactgctaactcatgttgaaattacatcatgttcatgtactgtttttatgtaatattgttgcaggttatgactgaccctgatgtcccaggccccagtgatccatatctcagagaacacctccactggtatacatatatacaaatatacctagtccgaccatgtccaaaatttatagttataacccaacgtgacgtttatatgtaaagcgaaacccactagggcatttctgtatatatatcagaatcagaaatcaaagagatgcatacaagttatatatatatatatatgtgtgtgtgtgtctctacctttagcccagaaaatggtaaaaactaaagaaaacatgggtattcacatgttcactgaaacaagatatttaagccatatctttatgcagtcatcgatctaacacggggatcgatgagtttaccaagaaactggaaagctaaagtgagaaagagctgtatgaatactgaagctgatcaatgggagaatctg
catatatataacaattccaattcaaacccctaactgacctcaaatttcatggccggagtacgaagttttcacgctcatttatgttacgtactaacatttcctttggcaaaccctatgttacaggttagtgaccgacatcccgggcaccacagatgcaacatttggtaagaacatcacactgtacacacaaacacacacacacacacacggacaaatgcgaaatgtgaataacactgcttttttcctggttaaaattattacttcaacaggaaaagagctggcaagctacgagatcccgaagcccaacatcggaatccacaggtttgtgttcgttctcttcaagcaaaccggcagacaaacagtaaagaacctgcctacctccagagactgcttcaacacccgacgtttcgccgtcgagaatgggctgggcctccctgtcgccgccgtcttcttcaacgctcagcgcgaaaccgccgcccgaaggcggtag。
8.所述调控芝麻株型性状的基因sipt1所对应的cdna，该cdna序列长度为522bp，可编码173个氨基酸；具体为：atggcaagaatgtcagatcccctcatagttggaagagtgataggggatgttcttgactctttcagtccaactaccaagatgtttgtcacttacgctaataaacaagtgttcaatggtcatgagttctatccttctgcagttgctatgaaaccaagggttgagattcaaggaggcgacttaagaaccttttacactttggttatgactgaccctgatgtcccaggccccagtgatccatatctcagagaacacctccactggttagtgaccgacatcccgggcaccacagatgcaacatttggaaaagagctggcaagctacgagatcccgaagcccaacatcggaatccacaggtttgtgttcgttctcttcaagcaaaccggcagacaaacagtaaagaacctgcctacctccagagactgcttcaacacccgacgtttcgccgtcgagaatgggctgggcctccctgtcgccgccgtcttcttcaacgctcagcgcgaaaccgccgcccgaaggcggtag。
9.所述调控芝麻株型性状的基因sipt1或其对应cdna所编码的蛋白，包含173个氨基酸；氨基酸序列如seq id no.2所示，具体如下：marmsdplivgrvigdvldsfspttkmfvtyankqvfnghefypsavamkprveiqggdlrtfytlvmtdpdvpgpsdpylrehlhwlvtdipgttdatfgkelasyeipkpnigihrfvfvlfkqtgrqtvknlptsrdcfntrrfavenglglpvaavffnaqretaarrr。
10.所述调控芝麻株型性状的基因sipt1所对应的单杆表型等位基因sipt1，相较于分支表型基因sipt1，该基因gdna序列的cds区发生有3个碱基突变，同时，在1215bp位置插入有一段4166bp的copia ltr反转座子序列（该反转座子序列与本技术所欲保护的基因序列无关），导致该基因在转录编码时提前终止；其基因长度为1261bp，包含4个外显子和3个内含子；碱基序列如seq id no.3所示，具体为：atggcaagaatgtcagatcccctcatagttggaagagtgataggggatgttcttgactctttcagtccaactaccaagatgtttgtcacttacgctaataaacaagtgttcaatggtcatgagttctatccttctgcagttgttatgaaaccaagggttgagattcaaggaggcgacctaagaaccttttacactttggtaaacacattaattcaatttaatttatcacatttacaccactagatatatatatatatatatatatattaacacacctcccggcccgttcttttctttcttcctttatttacgtgcaataatctatatgtcctaactgctaactcatgttgaaattacatcatgttcatgtactgtttttatgtaatattgttgcaggttatgactgaccctgatgtcccaggccccagtgatccatatctcagagaacacctccactggtatacatatatacaaatatacctagtccgaccatgtccaaaatttatagttataacccaacgtgacgtttatatgtaaagcgaaacccactagggcatttctgtatatatatcagaatcagaaatcaaagagatgcatacaagttatatatatatatatatgtgtgtgtgtgtctctacctttagcccagaaaatggtaaaaactaaagaaaacatgggtattcacatgttcactgaaacaagatatttaagccatatctttatgcagtcatcgatctaacacggggatcgatgagtttaccaagaaactggaaagctaaagtgagaaagagctgtatgaatactgaagctgatcaatgggagaatctgcatatatataacaattccaattcaaacccctaactgacctcaaatttcatggccggagtacgaagttttcacgctc
atttatgttacgtactaacatttcctttggcaaaccctatgttacaggttagtgaccgacataccgggcaccacagatgcaacatttggtaagaacatcacactgtacacacaaacacacacacacacacacggacaaatgcgaaatgtgaataacactgcttttttcctggttaaaattattacttcaacaggaaaagagctggcaagctacgagatcccgaagcccaacatcggaatccacaggtttgtgttcgttctcttcaagcaaaccggcagacaaacagtaaagaacctgcctacctccagagatgttaggaaatggatcgggttaagatggataacaggtggaatatga。
11.所述单杆表型等位基因sipt1所对应的cdna，序列长度为465bp，可编码154个氨基酸；具体为：atggcaagaatgtcagatcccctcatagttggaagagtgataggggatgttcttgactctttcagtccaactaccaagatgtttgtcacttacgctaataaacaagtgttcaatggtcatgagttctatccttctgcagttgttatgaaaccaagggttgagattcaaggaggcgacctaagaaccttttacactttggttatgactgaccctgatgtcccaggccccagtgatccatatctcagagaacacctccactggttagtgaccgacataccgggcaccacagatgcaacatttggaaaagagctggcaagctacgagatcccgaagcccaacatcggaatccacaggtttgtgttcgttctcttcaagcaaaccggcagacaaacagtaaagaacctgcctacctccagagatgttaggaaatggatcgggttaagatggataacaggtggaatatga；与分支表型基因sipt1所对应cdna及所编码蛋白相比，单杆型基因的cdna序列所编码的第48氨基酸由缬氨酸（v）突变为丙氨酸（a），同时，第123-154氨基酸发生了序列改变及转录提前终止，由此所导致的蛋白结构域的改变最终使得植物表型由分支型变成了单杆型。
12.所述单杆表型等位基因sipt1或其所对应的cdna所编码蛋白，包括154个氨基酸，氨基酸序列如seq id no.4所示；具体为：marmsdplivgrvigdvldsfspttkmfvtyankqvfnghefypsavvmkprveiqggdlrtfytlvmtdpdvpgpsdpylrehlhwlvtdipgttdatfgkelasyeipkpnigihrfvfvlfkqtgrqtvknlptsrdvrkwiglrwitggi。
13.pcr扩增制备获得所述调控芝麻株型性状的基因sipt1或其所对应的单杆表型等位基因sipt1的pcr扩增用引物对，具体为：正向引物pt1 primer f：5'
‑ꢀ
atggcaagaatgtcagatcccc
ꢀ‑
3'；反向引物pt1 primer r：5'
‑ꢀ
ccgccttcgggcggcggt
ꢀ‑
3'。
14.利用所述pcr扩增用引物对制备获得调控芝麻株型性状的基因sipt1或其所对应的单杆表型等位基因sipt1的pcr扩增方法，包括如下步骤：（1）制备pcr扩增用模板提取分支型芝麻种质或单杆型芝麻种质的基因组dna；所述分支型芝麻种质具体例如为印尼褐粒；所述单杆型芝麻种质具体例如为豫芝11号；（2）pcr扩增以步骤（1）中所提取的基因组dna为模板，利用所述pcr引物对（正向引物pt1 primer f/r）进行pcr扩增；25
ꢀµ
l反应体系参考设置如下：模板dna (50ng/
µ
l)，1.0
µ
l；2
×
primestar max premix，12.5
ꢀµ
l；forward primer 1 (10
µ
m)，1.0
ꢀµ
l；；
reverse primer (10
µ
m)，1.0
ꢀµ
l；ddh2o加至 25
µ
l；具体pcr反应扩增程序参考为：98℃预变性3分钟；之后98℃变性15秒，58℃复性15秒，72℃延伸4分钟，循环35次；最后72℃延伸5分钟；扩增产物中，所得调控芝麻株型性状的基因sipt1的扩增长度为1318bp；所得单杆表型等位基因sipt1的扩增产物中包含有4166bp的反转座子序列。
15.针对所述调控芝麻株型性状的基因sipt1或其所对应的单杆表型等位基因sipt1的检测用引物对，基于pcr扩增方法检测区分样品中是否含有调控芝麻株型性状的基因sipt1或其所对应的单杆表型等位基因sipt1；引物对设计时，sitp1f1序列在分支型（基因sipt1）和单杆型（等位基因sipt1）中均相同；sitp1r1设计位于单杆型的反转座子序列上；具体引物对设计为：sipt1f1：5'
‑ꢀ
tacaggttagtgaccgacat
ꢀ‑
3'，sipt1r1：5'
‑ꢀ
tgagacgagggtgagtgt
ꢀ‑
3'；具体pcr扩增时，分支型样本（基因sipt1）扩增后，电泳结果无扩增产物；而单杆型样本（等位基因sipt1）的扩增长度为491bp；扩增结果（491bp）序列具体为：tgagacgagggtgagtgttgtctttcacgtgtggtgaagacttgcatacaagtgtgtgtgtgttgtactcctcaattttcctcctctttgagtattttctcctggcttggtatcgcccccagacgtaggatttatatccaaactgggttaacaaattcgtgtgtcttttatcgccttcatattccacctgttatccatcttaacccgatccatttcctaacatctctggaggtaggcaggttctttactgtttgtctgccggtttgcttgaagagaacgaacacaaacctgtggattccgatgttgggcttcgggatctcgtagcttgccagctcttttcctgttgaagtaataattttaaccaggaaaaaagcagtgttattcacatttcgcatttgtccgtgtgtgtgtgtgtgtgtttgtgtgtacagtgtgatgttcttaccaaatgttgcatctgtggtgcccggtatgtcggtcactaacctgta。
16.利用所述检测用引物对的芝麻株型表型检测判定方法，具体包括如下步骤：（1）样品制备针对待检样品，提取待测芝麻种质的基因组dna；（2）pcr扩增以步骤（1）中所提取的基因组dna为模板，利用所述检测用引物对（sipt1f1/r1）进行pcr扩增；并对pcr扩增产物进行电泳或者进行测序分析；（3）结果判定结合步骤（2）的电泳结果和/或测序结果进行判定；具体判定标准为：如果扩增后电泳结果无扩增条带，表明待鉴定种质资源为显性纯合型，芝麻表型为分支型；如果扩增产物有且仅有一条电泳条带（条带长度为491bp）、或者测序结果为491bp，表明待鉴定种质资源：基因为隐性纯合型、且植株表型单杆型，或者基因为杂合型、且植株表型为分支型。
17.所述调控芝麻株型性状的基因sipt1在植物品种培育中的应用，该基因与芝麻分
支表型相关，用于培育具有分支表型的植物（具体例如芝麻）新品种。
18.鉴于芝麻株型在芝麻产量和机械化生产中的重要作用，发明人对芝麻株型调控基因进行了深入挖掘和研究。在对560份芝麻自然群体株型性状全基因组关联分析基础上，统计结果表明，560份样本的分支数目变化范围为1-4个（2017）和1-6个（2018）。全基因组关联位点结果显示，与分支性状关联最显著的snp位点为芝麻基因组第10号染色体的3453283（p=6.58e-20）。该位点对性状变异的解释率最高为17%。进一步的单倍型模块图显示，该位点附近没有紧密连锁。位点所在的基因为（sindi_2199200），进一步将其命名为：芝麻分支基因sipt1。进一步地，利用豫芝11号（单杆型）和分支型代表种质“印尼褐粒”（分支型），对该目标基因进行了结构分析，确定了该基因在上述单杆型和分支型样本中存在序列缺失现象。
19.总体上，结合芝麻基因组精细图和重测序等技术，本技术成功克隆获得了调控芝麻株型性状的分支基因sipt1，基于该基因的分析和研究，本技术的主要技术成果可从如下几个方面得到体现：（1）基于分支基因sipt1的基因定位和相关检测引物对设计，可为新品种培育中芝麻株型的早期鉴定和快筛奠定良好技术基础；（2）由于芝麻株型（分支）性状对芝麻产量、种植模式等芝麻生产具有重要影响，因此，基于该基因对加快培育适于机械化作业芝麻新品种具有重要的技术意义；（3）基于分支基因sipt1及其对应检测方法， 可为芝麻等农作物株型等性状调控发育机理解析奠定一定技术基础，同时也可为芝麻的分子辅助育种技术发展、不同株型芝麻新品种筛选及新品种培育、提高芝麻育种工作效率和提升我国芝麻遗传育种研究水平奠定一定遗传资源基础，因此具有较好的科研价值和经济应用价值。
附图说明
20.图1为本发明涉及的单杆性状表型（左图，豫芝11号）和分支表型性状（右图，印度褐粒）的田间对照；图2为相关芝麻自然群体株型性状全基因组关联分析mahattan图；其中：上图为2017年株型表型的gwas分析mahattan图；下图为2018年株型表型gwas分析mahattan图；图3为芝麻分支基因sipt1及其等位基因序列比对差异示意图；彩色视图下：绿色方框为外显子，黑色横线为内含子，蓝色方框和线段表示插入的copia类ltr反转座子序列（copia_ltr_retrotransposon），箭头所指示碱基为sipt1基因与等位基因sipt1的核苷酸序列差异位点；图4为芝麻分支基因sipt1及其等位基因的编码蛋白序列对比结果；图5为芝麻分支基因引物对sitp1 f1/r1在部分芝麻种质中的pcr扩增结果；其中：泳道m为dl 500 marker，显示的条带从上到下分别为500bp、400bp、300bp、200bp、150bp、100bp、50bp；泳道1-12为12份单杆型芝麻种质（cx038、cx075、cx080、cx125、cx011、cx020、cx037、cx049、cx060、cx062、cx071、豫芝11号）；泳道13-23为11份分支型芝麻种质（cx174、cx073、cx118、cx119、cx304、cx305、cx334、cx336、cx343、cx457及cx462）；
泳道24为野生种s. radiatum（g02，分支型）。
具体实施方式
21.下面结合实施例对本技术做进一步的解释说明。在介绍具体实施例前，就下述实施例中部分实验背景情况简要介绍说明如下。
22.生物材料：芝麻品种豫芝11号是现有芝麻育种及栽种中常见和常用材料，该品种为单杆（表）型品种；印尼褐粒，为一种茎杆分支表型芝麻种质（（主要特征为：分支型，蒴果四棱，籽粒褐色，该种质资源来自于河南省农业科学院芝麻研究中心种质资源库。
23.其中芝麻种质资源（例如：cx038、cx075、cx080、cx125、cx011、cx020、cx037、cx049、cx060、cx062、cx071、x174、cx073、cx118、cx119、cx304、cx305、cx334、cx336、cx343、cx457及cx462等），也均来自于河南省农业科学院芝麻研究中心种质资源库；需要说明的是，相关种质材料的使用、研究均是符合相关行政法规规定的，相关种质材料均可从河南省农业科学院芝麻研究中心种质资源库这一公开渠道或者其他种质资源库等公开渠道获得。
24.实施例1鉴于芝麻株型在芝麻产量和机械化品种培育中的重要作用，结合相关自然群体的栽种结果，发明人首先对芝麻株型的表型性状进行统计，同时对相关表型性状进行了全基因组关联分析，相关情况简要介绍如下。
25.一、茎杆性状表型（分支或单杆）调查统计2017-2018年期间，发明人对560份不同种质情况的芝麻自然群体进行了栽种并对其株型性状表型进行了调查统计。其中分支型和单杆型芝麻种质的表型性状对比如图1所示。具体统计结果如下表1所示。
26.表1，芝麻种质材料株型表型统计结果
ꢀ“
*其他”是指田间未获得株型表型数据的样本。
27.需要说明的是，调查统计中，分支型是指果轴数量为2个及以上的样本；单杆型是指果轴数量为1的样本。
28.上述统计结果表明：芝麻分支性状相对于单杆性状，为显性性状，受一对基因控制。同时，上述针对560份种质的2年2点环境下的分支型与单杆型的统计结果表明，分支型与单杆型的比例分别为2.15:1和1.75:1，适于后续的遗传分析。
29.二、芝麻株型性状全基因组关联分析（1）基因组测序针对前述560份种质群体，发明人采用ctab法分别提取了560份样本植株的dna（提取方法参考：芝麻dna和rna同步提取方法，2008，分子植物育种），并采用illumina测序方法对560份材料进行了基因组重测序，测序覆盖度≥10
×
。
30.（2）数据比对拼接参考现有豫芝11号基因组数据（zhang et al.，ultra-dense snp genetic map constructionand identification of sidt gene controlling the determinate growth habit in sesamum indicum l，2016，science reports；zhaoet al.，identification of sesame (sesamum indicum l.) chromosomes using the bac
‐
fish system, 2018, plant biology），选用bwa（burrows
‑ꢀ
wheeleraligner）软件，将上述步骤（1）中的各株系的测序数据进行比对拼接。
31.（3）全基因组关联分析上述工作基础上，发明人进行了进一步的snp矩阵分析。通过提取560份芝麻种质的vcf，共确定变体4008867个。经过初步过滤，剩余高质量变体896745个。随后将这些数据转换成适于tassele 5.0软件的格式。完成转换后，以前述2017和2018年表型调查数据为表型，进行了mlm（mixed linear model）关联分析，确定与芝麻株型性状紧密关联的变体及p值，部分结果参见图2。结果显示，与目标性状紧密连锁的最小p值的snp位点位于第10号染色体：snp3453283，p=6.58e-20（2017年表型关联结果），该位点也为2018年与目标性状紧密连锁的最小p值的snp位点（p=7.34e-11）。
32.对该snp位点上下游200kb的变体进行统计分析，分析时，参数设置为：minmaf:0.05；maximum ld comparison distance:100kb。单倍型图分析发现：此区间内共包含了99个snp/indel多态位点，其中有5个位点分布于基因内，具体结果如下表2所示。
33.表2，与芝麻分支性状紧密关联的候选变体信息注：为2018年表型数据关联结果。
34.进一步分析发现，目标snp3453283所在区域内，除snp3453283外，没有显著连锁的其他变体存在。这表明snp3453283所在的基因sindi_2199200应为目标基因，为便于描述，将该基因命名为：sipt1。
35.实施例2在实施例1对株型调控基因定位基础上，发明人进一步对所定位的基因进行了进一步的克隆和测序分析，具体过程简要介绍如下。
36.（一）制备模板分别以分支（表）型“印尼褐粒”和单杆（表）型豫芝11号dna为模板（具体提取参考实施例1说明）；（二）设计引物根据实施例1所获得的关联变体位点和目标基因，利用芝麻参考基因组（豫芝11号，单杆型）数据，设计pcr扩增用引物对如下：正向引物tp1 primer f：5
’‑
atggcaagaatgtcagatcccc-3’，反向引物tp1 primer r：5
’‑
ccgccttcgggcggcggt-3’；
（三）pcr扩增分别以分支（表）型“印尼褐粒”和单杆（表）型豫芝11号dna为模板，利用上述tp1 primer f/r引物对，使用takara高保真酶r045q进行pcr扩增；25
ꢀµ
l反应体系参考设置如下：模板dna (50ng/
µ
l)，1.0
µ
l；2
×
primestar max premix，12.5
ꢀµ
l；forward primer 1 (10
µ
m)，1.0
ꢀµ
l；；reverse primer (10
µ
m)，1.0
ꢀµ
l；ddh2o加至 25
µ
l；具体扩增程序（ptc-100热循环仪，mj research公司产品)）参考为：98℃预变性3分钟；之后98℃变性15秒，58℃复性15秒，72℃延伸4分钟，循环35次；最后72℃延伸5分钟；扩增产物4℃保存或者直接进行电泳检测分析。
37.对扩增产物进行电泳检测并回收后进行测序（本技术中相关引物合成及测序工作由天津基因芯片生物公司提供完成）分析。结合相关测序结果对比分析（序列比对示意图如图3所示），结果表明：基于分支（表）型“印尼褐粒”所得的调控芝麻株型性状的分支基因sipt1，其长度为1318bp（序列如seq id no.1所示），包含4个外显子和3个内含子；而基于单杆（表）型豫芝11号所得的单杆表型等位基因sipt1，相较于分支表型基因sipt1，该基因（即，单杆性状基因）gdna序列的cds区发生有3个碱基突变，同时，在1215bp位置插入有一段4166bp的copia ltr反转座子序列，导致该基因在转录编码时提前终止；其基因长度为1261bp（序列如seq id no.3所示），包含4个外显子和3个内含子；碱基；进一步而言，sipt1基因及等位基因sipt1序列的具体差异包括： 在全长基因的cds区域，第143碱基发生 t /c突变；第178碱基发生c/t突变；第967碱基发生a/c突变；同时，等位基因sipt1在第1214碱基处发生copia_ltr_retrotransposon反转座子插入，导致后续1261碱基处出现了终止子tga；而由于上述序列差异，造成了所编码蛋白对应发生了如下变化：（1）第48氨基酸由缬氨酸（v）突变为丙氨酸（a）；（2）第123-154氨基酸发生了序列改变及序列翻译提前终止（如图4所示）。
38.基于上述结果，可以初步认定：copia_ltr_retrotransposon反转座子的插入导致了芝麻pt1蛋白结构发生了改变，并最终导致株型表型由分支型变为了单杆型。
39.实施例3在上述结果基础上，为进一步确认sipt1基因即是调控芝麻株型（分支）性状的基因，发明人设计了一对检测用引物对，并随机选用了100份分支/单杆型芝麻种质、野生种s. radiatum（分支型）以及印尼褐粒与豫芝11号组合的f2群体进行了验证。具体过程简要介绍如下。
40.（一）引物对设计基于前述测序分析结果，发明人设计了一对pcr扩增检测用引物对。引物对设计时， 设计原则考虑：正向引物在分支型（基因sipt1）和单杆型（等位基因sipt1）中均相同；反向引物设计位于单杆型的反转座子序列上，从而便于pcr扩增后的检测区分。具体引物对
设计如下：sipt1f1：5'
‑ꢀ
tacaggttagtgaccgacat
ꢀ‑
3'，sipt1r1：5'
‑ꢀ
tgagacgagggtgagtgt
ꢀ‑
3'；（二）制备模板以100份分支/单杆型芝麻种质（从前述实施例1所述560份种质中随机选择）、野生种s. radiatum（分支型）、印尼褐粒
×
豫芝11号的f2群体的单株幼嫩叶片为样品来源（事先确认各样本的株型表型；印尼褐粒与豫芝11号组合中的f2单株杂合或纯合的基因型由其f
2-3
株系表型确定），提取其基因组dna作为pcr扩增用模板。
41.（三）pcr扩增以步骤（二）所制备dna为模板，利用步骤（一）中所设计引物对sipt1f1/r1进行pcr扩增；pcr扩增时，25
ꢀµ
l反应体系参考设置如下：模板dna (50ng/
µ
l)，1.0
µ
l；2
×
primestar max premix，12.5
ꢀµ
l；forward primer 1 (10
µ
m)，1.0
ꢀµ
l；；reverse primer (10
µ
m)，1.0
ꢀµ
l；ddh2o加至 25
µ
l；pcr反应程序（ptc-100热循环仪，mj research公司产品)参考为：98℃预变性3分钟，之后95℃变性15秒，58℃复性15秒，72℃延伸15秒，循环35次，最后72℃延伸5分钟；扩增产物4℃保存或者直接进行电泳检测（胶浓度1%，电压150 v，电泳20分钟）分析。
42.部分电泳图谱结果如图5所示。分析可以看出：表现为分支型的植株，无扩增条带；而纯合单杆型亲本可扩增出目标条带491bp；同时，杂合型植株可扩增出491bp条带，但株型性状表现为分支型。
43.综上，可以认定：sipt1基因是引起芝麻株型性状发生改变的关键基因，而相关检测引物对设计，可以准确检测该基因，并有利于对芝麻品种的株型性状（分支、单杆）进行早期判定。而基于该基因的进一步深入研究，对于芝麻等作物株型性状调控机理、分子标记辅助育种和不同株型芝麻新品种选育等工作开展具有较好的技术意义。

技术特征：
1.一个调控芝麻株型性状的基因sipt1，其特征在于，该基因位于芝麻第10条染色体上，属于显性控制基因，对分支性状的解释率为100%；该基因长度为1318bp，包含4个外显子和3个内含子，其碱基序列如seq id no.1所示；所述调控芝麻株型性状的基因sipt1所对应的cdna，该cdna序列长度为522bp，可编码173个氨基酸；具体为：atggcaagaatgtcagatcccctcatagttggaagagtgataggggatgttcttgactctttcagtccaactaccaagatgtttgtcacttacgctaataaacaagtgttcaatggtcatgagttctatccttctgcagttgctatgaaaccaagggttgagattcaaggaggcgacttaagaaccttttacactttggttatgactgaccctgatgtcccaggccccagtgatccatatctcagagaacacctccactggttagtgaccgacatcccgggcaccacagatgcaacatttggaaaagagctggcaagctacgagatcccgaagcccaacatcggaatccacaggtttgtgttcgttctcttcaagcaaaccggcagacaaacagtaaagaacctgcctacctccagagactgcttcaacacccgacgtttcgccgtcgagaatgggctgggcctccctgtcgccgccgtcttcttcaacgctcagcgcgaaaccgccgcccgaaggcggtag。2.权利要求1所述调控芝麻株型性状的基因sipt1或其对应cdna所编码的蛋白，其特征在于，包含173个氨基酸；氨基酸序列如seq id no.2所示。3.权利要求1所述调控芝麻株型性状的基因sipt1所对应的单杆表型等位基因sipt1，其特征在于，其基因长度为1261bp，包含4个外显子和3个内含子；碱基序列如seq id no.3所示；所述单杆表型等位基因sipt1所对应的cdna，序列长度为465bp，可编码154个氨基酸；具体为：atggcaagaatgtcagatcccctcatagttggaagagtgataggggatgttcttgactctttcagtccaactaccaagatgtttgtcacttacgctaataaacaagtgttcaatggtcatgagttctatccttctgcagttgttatgaaaccaagggttgagattcaaggaggcgacctaagaaccttttacactttggttatgactgaccctgatgtcccaggccccagtgatccatatctcagagaacacctccactggttagtgaccgacataccgggcaccacagatgcaacatttggaaaagagctggcaagctacgagatcccgaagcccaacatcggaatccacaggtttgtgttcgttctcttcaagcaaaccggcagacaaacagtaaagaacctgcctacctccagagatgttaggaaatggatcgggttaagatggataacaggtggaatatga。4.权利要求3所述单杆表型等位基因sipt1或其所对应的cdna所编码蛋白，其特征在于，包括154个氨基酸，氨基酸序列如seq id no.4所示。5.pcr扩增制备获得权利要求1所述调控芝麻株型性状的基因sipt1或其所对应的单杆表型等位基因sipt1的pcr扩增用引物对，其特征在于，引物对具体设计为：正向引物pt1 primer f：5'
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3'；反向引物pt1 primer r：5'
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3'。6.利用权利要求5所述pcr扩增用引物对制备获得调控芝麻株型性状的基因sipt1或其所对应的单杆表型等位基因sipt1的pcr扩增方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）制备pcr扩增用模板提取分支型芝麻种质或单杆型芝麻种质的基因组dna；所述分支型芝麻种质具体为印尼褐粒；所述单杆型芝麻种质具体为豫芝11号；（2）pcr扩增
以步骤（1）中所提取的基因组dna为模板，利用所述pcr引物对进行pcr扩增；扩增产物中，所得调控芝麻株型性状的基因sipt1的扩增长度为1318bp。7.针对权利要求1所述调控芝麻株型性状的基因sipt1或其所对应的单杆表型等位基因sipt1的检测用引物对，其特征在于，基于pcr扩增方法检测区分样品中是否含有调控芝麻株型性状的基因sipt1或其所对应的单杆表型等位基因sipt1；具体引物对设计为：sipt1 f1：5'
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3'，sipt1 r1：5'
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3'。8.利用权利要求7所述检测用引物对的芝麻株型表型检测判定方法，其特征在于，具体包括如下步骤：（1）样品制备针对待检样品，提取待测芝麻种质的基因组dna；（2）pcr扩增以步骤（1）中所提取的基因组dna为模板，利用所述检测用引物对sipt1 f1/r1进行pcr扩增；并对pcr扩增产物进行电泳或者进行测序分析；（3）结果判定结合步骤（2）的电泳结果和/或测序结果进行判定；具体判定标准为：如果扩增后电泳结果无扩增条带，表明待鉴定种质资源为显性纯合型，芝麻表型为分支型；如果扩增产物有且仅有一条电泳条带、或者测序结果为491bp，表明待鉴定种质资源：基因为隐性纯合型、且植株表型单杆型，或者基因为杂合型、且植株表型为分支型。9.权利要求1所述调控芝麻株型性状的基因sipt1在植物品种培育中的应用，其特征在于，该基因与芝麻分支表型相关，用于培育具有分支表型的植物品种。

技术总结
本发明属于芝麻分子遗传育种技术领域，具体涉及一个调控芝麻株型性状的基因SiPT1及其检测引物对。该基因位于芝麻第10条染色体上，属于显性控制基因，对分支性状的解释率为100%；该基因长度为1318bp，包含4个外显子和3个内含子，其碱基序列如SEQ ID No.1所示。基于该基因的分析和研究，可为新品种培育中芝麻株型的早期鉴定和快筛奠定良好技术基础；对加快培育适于机械化作业芝麻新品种具有重要的技术意义；也可为芝麻的分子辅助育种技术发展、不同株型芝麻新品种筛选及新品种培育、提高芝麻育种工作效率和提升我国芝麻遗传育种研究水平奠定一定遗传资源基础，因此具有较好的科研价值和经济应用价值。研价值和经济应用价值。


技术研发人员：苗红梅 张海洋 琚铭 穆聪 段迎辉 李春 曹恒春 马琴 李瑰婷
受保护的技术使用者：河南省农业科学院芝麻研究中心
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/7/17