玉米单株穗重主效QTL、其获得方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种玉米单株穗重主效QTL、其获得方法及应用，该QTL包括qEW‑1、qEW‑2、qEW‑3、qEW‑4和qEW‑5。本发明专利技术以高产早熟玉米自交系SG5为母本、产量性状相对较差的玉米自交系SG7为父本配置杂交组合，并构建其F2遗传群体；并对F2遗传群体进行GBS测序分型，同时结合基于SG5、SG7双亲发掘的差异SNP进行基因型分析。调查F2单穗产量性状，同时利用winQTLcart2.5软件复合区间作图法对F2单穗产量性状进行QTL分析，分析主效QTL所在染色体区域和遗传效应，为挖掘控制玉米单穗产量性状主效QTL及连锁标记提供理论依据，获得与目标QTL紧密连锁的分子标记，为玉米单穗产量性状QTL候选基因预测、克隆及分子标记辅助育种奠定基础。

Single ear weight of maize, main effect QTL, its obtaining method and Application

The invention provides a corn ear weight per plant main effect QTL, the method and application of the QTL, including qEW 1, qEW 2, qEW 3, qEW 4 and qEW 5. The present invention with high yield and Early Maturing Maize Inbred Line SG5 as female parent and SG7 inbred lines of maize yield traits are relatively poor as a male parent hybrid combination, and construct the F2 population and the F2 population; genetic GBS genotyping, combined with analysis of genotype difference between SG5 and SNP based on SG7 to explore parents. The investigation of F2 single panicle yield traits, and QTL analysis of F2 single panicle yield traits by using the software of winQTLcart2.5 composite interval mapping method, analysis of main effect QTL the chromosomal region and genetic effects for mining control maize yield per spike traits and main effect QTL markers provide a theoretical basis for molecular markers closely linked to the target QTL and lay the foundation for forecasting, corn yield per spike traits QTL candidate gene cloning and molecular marker assisted breeding.

【技术实现步骤摘要】
玉米单株穗重主效QTL、其获得方法及应用
本专利技术属于分子标记的
，具体涉及一种玉米单株穗重主效QTL、其获得方法及应用。
技术介绍
玉米是重要的粮食与饲料作物，是世界三大作物之一，且我国目前玉米已上升为第一大粮食作物。高产是玉米育种工作者追求的永恒主题和方向，也是玉米育种的重要目标。产量性状是由多基因控制的数量性状，一个复杂、多元的经济性状，是有相互关联的多基因控制的一系列生理生化过程的最终体现。但仅通过表型分析难以详尽阐明影响产量形成的具体原因。因此，从分子水平了解产量及相关性状的关系，对玉米产量的遗传改了具有重要意义。构建玉米遗传图谱并鉴定玉米产量相关性状如单株产量、百粒重、穗长、穗粗、穗行数、行粒数、出籽率等QTL定位及其基因效应的分析，是产量相关性状QTL进行分子标记辅助育种的基础。QTL(quantitativetraitlocus的缩写)，为数量性状座位或者数量性状基因座，指的是控制数量性状的基因在基因组中的位置。目前，在MAIZEGDB(http://www.maizegdb.org/)和GREMENE网站上注册了大量关于玉米产量构成因子的QTL。但以上QTL定位所用图谱大都以第二代分子标记SSR为主。在遗传图谱的构建中，SSR技术只能对重复序列区域进行染色体定位，因此若要构建高密度的遗传图谱则必须结合其他分子标记技术以增加相邻重复序列之间的遗传标记数目。分子标记发展经过第一代(RFLP为代表)、第二代(SSR为代表)的历程，新一代高通量测序技术和丰富的基因分型技术催生了第三代SNP的快速发展。与AFLP、RFLP、RAPD和SSR标记相比，SNP(Singlenucleotidepolymorphism)即单核苷酸多态性，具有密度高、代表性强、遗传稳定性好和易于实现自动化分析检测等优点，现已广泛应用于植物遗传连锁图谱构建、QTL定位以及生物多态性的研究等方面。同时SNP标记的发展促进了遗传图谱、基因定位、关联分析等对植物复杂数量性状的遗传研究。研究证明：多数SNP变异与基因功能密切相关，通过基因定位、关联分析可以发掘这些SNP位点信息并应用于作物遗传育种。但传统的SNP开发和分型技术由于成本较高、耗时较长、较为繁琐、在基因组上分布不均匀、密度低等缺点限制其进一步应用。
技术实现思路
针对现有技术中玉米产量QTL定位所用遗传图谱标记密度较低，QTL定位置信区间较大，难以直接对定位QTL进行候选基因预测等问题，本专利技术采用GBS简略基因组测序技术，构建玉米高密度SNP遗传图谱，结合考察的玉米单穗粒重表型性状进行全基因组扫描，获得与目标性状QTL紧密连锁的SNP分子标记。本专利技术提供了一种玉米单株穗重主效QTL，该QTL包括qEW-1、qEW-2、qEW-3、qEW-4和qEW-5，qEW-1定位在第4号染色体上，位于分子标记mk1399和mk1419之间；分子标记mk1399的序列如SEQIDNO.1所示，分子标记mk1419的序列如SEQIDNO.2所示；qEW-2定位在第4号染色体上，位于分子标记mk1650和mk1660之间，分子标记mk1650的序列如SEQIDNO.3所示，分子标记mk1660的序列如SEQIDNO.4所示；qEW-3定位在第7号染色体上，位于分子标记mk2462和mk2467之间；分子标记mk2462的序列如SEQIDNO.5所示，分子标记mk2467的序列如SEQIDNO.6所示；qEW-4定位在第7号染色体上，位于分子标记mk2468和mk2473之间；分子标记mk2468的序列如SEQIDNO.7所示，分子标记mk2473的序列如SEQIDNO.8所示；qEW-5定位在第7号染色体上，位于分子标记mk2483和mk2484之间，分子标记mk2483的序列如SEQIDNO.9所示，分子标记mk2484的序列如SEQIDNO.10所示。本专利技术还提供了一种玉米单株穗重主效QTL的获得方法，该方法包括以下步骤：(1)选择玉米自交系SG-3为母本，玉米自交系SG-5为父本配置杂交组合，构建F2群体；(2)提取两亲本和F2群体的DNA，对F2群体DNA样本进行GBS测序分型，基于玉米亲本基因型检测结果，进行亲本间多态性标记开发；(3)采用binmap的方式，对所有标记进行bin的划分，构建遗传图谱，并使用winQTLcart2.5软件复合区间作图法进行QTL分析。进一步的，步骤(1)中，构建包含199个单株的F2遗传群体。进一步的，步骤(2)中，选用限制性内切酶MseI、HaeIII进行酶切，样本合格后建库，于HiSeqPE150测序平台上测序；原始测序数据经过基本质控后，与参考基因组进行比对，进行变异检测及筛选。进一步的，步骤(2)中，过滤掉亲本信息缺失的位点；筛选父母本都为纯合且亲本间具有多态性的位点。进一步的，步骤(3)中，采用binmap的方式，对所有标记进行bin的划分，窗口设置为15个，使用R/qtl进行遗传距离的计算，使用perl脚本进行画图。进一步的，步骤(3)中，使用winQTLcart2.5软件复合区间作图法进行QTL分析，搜索步长设定为1cM。本专利技术还提供了玉米单株穗重主效QTL在玉米单株穗重性状育种中的应用。本专利技术的有益效果为：本专利技术以高产早熟玉米自交系SG5为母本、产量性状相对较差的玉米自交系SG7为父本配置杂交组合，并构建其F2遗传群体；并对F2遗传群体进行GBS测序分型，同时结合基于SG5、SG7双亲发掘的差异SNP进行基因型分析。调查F2单穗产量性状，同时利用winQTLcart2.5软件复合区间作图法对F2单穗产量性状进行QTL分析，分析主效QTL所在染色体区域和遗传效应，为挖掘控制玉米单穗产量性状主效QTL及连锁标记提供理论依据，获得与目标QTL紧密连锁的SNP分子标记，为玉米单穗产量性状QTL候选基因预测、克隆及分子标记辅助育种奠定基础。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例1本专利技术使用本地高产早熟玉米自交系SG-3为母本、产量相对较差的自交系SG-5为父本配置的杂交组合，构建其F2群体；对F2群体进行GBS测序分型，同时结合两亲本间开发的SNP标记进行基因型分析，构建遗传连锁图谱。再调查F2的单穗产量性状，应用QTLCartographerv2.5软件复合区间作图法对单株产量性状QTL分析，分析主效QTL所在染色体区域和遗传效应。本专利技术方法具体包括下列步骤：1、亲本选择及群体构建：选择高产早熟且抗灰斑病玉米自交系SG-3为母本、产量相对较差的自交系SG-5为父本配置杂交组合，南繁加代并构建其包含199个单株的F2遗传群体。2、表型调查：考察P1、P2和F2单穗产量性状。3、群体GBS测序分型：对构建的F2群体DNA样本(6叶期幼苗)进行GBS测序。GBS技术包括DNA制备、限制性内切酶酶切、加接头、文库构建、PCR反应、测序、生物分析的步骤；(1)采用CTAB法提取P1、P2和F2群体基因组DNA；(2)酶切：0.1-1μg基因组DNA用限制性内切酶MseI和HaeIII进行双酶切，以得到适合的marker密本文档来自技高网...

【技术保护点】
玉米单株穗重主效QTL，其特征在于，该QTL包括qEW‑1 qEW‑2、qEW‑3、qEW‑4和qEW‑5，qEW‑1定位在第4号染色体上，位于分子标记mk1399和mk1419之间；分子标记mk1399的序列如SEQ ID NO.1所示，分子标记mk1419的序列如SEQ ID NO.2所示；qEW‑2定位在第4号染色体上，位于分子标记mk1650和mk1660之间，分子标记mk1650的序列如SEQ ID NO.3所示，分子标记mk1660的序列如SEQ ID NO.4所示；qEW‑3定位在第7号染色体上，位于分子标记mk2462和mk2467之间；分子标记mk2462的序列如SEQ ID NO.5所示，分子标记mk2467的序列如SEQ ID NO.6所示；qEW‑4定位在第7号染色体上，位于分子标记mk2468和mk2473之间；分子标记mk2468的序列如SEQ ID NO.7所示，分子标记mk2473的序列如SEQ ID NO.8所示；qEW‑5定位在第7号染色体上，位于分子标记mk2483和mk2484之间，分子标记mk2483的序列如SEQ ID NO.9所示，分子标记mk2484的序列如SEQ ID NO.10所示。...

【技术特征摘要】
1.玉米单株穗重主效QTL，其特征在于，该QTL包括qEW-1qEW-2、qEW-3、qEW-4和qEW-5，qEW-1定位在第4号染色体上，位于分子标记mk1399和mk1419之间；分子标记mk1399的序列如SEQIDNO.1所示，分子标记mk1419的序列如SEQIDNO.2所示；qEW-2定位在第4号染色体上，位于分子标记mk1650和mk1660之间，分子标记mk1650的序列如SEQIDNO.3所示，分子标记mk1660的序列如SEQIDNO.4所示；qEW-3定位在第7号染色体上，位于分子标记mk2462和mk2467之间；分子标记mk2462的序列如SEQIDNO.5所示，分子标记mk2467的序列如SEQIDNO.6所示；qEW-4定位在第7号染色体上，位于分子标记mk2468和mk2473之间；分子标记mk2468的序列如SEQIDNO.7所示，分子标记mk2473的序列如SEQIDNO.8所示；qEW-5定位在第7号染色体上，位于分子标记mk2483和mk2484之间，分子标记mk2483的序列如SEQIDNO.9所示，分子标记mk2484的序列如SEQIDNO.10所示。2.玉米单株穗重主效QTL的获得方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)选择玉米自交系SG-3为母本，玉米自交系SG-5为父本配置杂交组合，构建F2群体；(2)提取两亲本和F2群体的DNA，对F...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏成付，
申请(专利权)人：六盘水师范学院，
类型：发明
国别省市：贵州,52