调控玉米雄穗分枝数主效QTL的分子标记及其应用制造技术

本发明专利技术属于分子生物学领域，具体涉及了一种调控玉米雄穗分枝数主效QTL的分子标记及其应用。调控玉米雄穗分枝数主效QTL的分子标记，由umc2177和umc1378两对SSR标记组成。一种辅助选择雄穗分枝较少玉米的方法，包括待测玉米基因组DNA提取，上述标记umc2177和umc1378进行PCR扩增，当得到长度为234bp和331bp的扩增产物时，则待测玉米为候选雄穗分枝较少的玉米，并将所述的候选玉米应用于育种实践中。通过本发明专利技术的分子标记进行辅助选择雄穗分枝较少的玉米，只需要检测分子标记的特征条带即可预测雄穗分枝多少，其鉴定方法易于操作、简单可行、选择效率高，在玉米高产育种领域具有巨大的应用潜力。

Molecular marker for regulating the number of tassel branches and the major QTL of maize and its application

The invention belongs to the field of molecular biology, in particular relates to a molecular marker for regulating the number of tassel branches of maize and the main effect QTL and the application thereof. The molecular markers controlling the number of tassel branches in maize were mainly QTL, consisting of umc2177 and umc1378 two pairs of SSR markers. A method for assisted selection of maize tassel less, including the measured extraction of maize genomic DNA, the markers umc2177 and umc1378 were amplified by PCR, when the PCR product 234bp and the length of 331bp, is to be tested as candidates for corn tassel less corn and corn by the candidate in breeding practice. Assistedselection tassel less corn by the molecular marker of the invention features, only needs to detect the molecular marker bands can predict the tassel branch number, the identification method is simple and feasible, easy operation, high efficiency and has great application potential in the field of high yield breeding of maize.

【技术实现步骤摘要】
调控玉米雄穗分枝数主效QTL的分子标记及其应用
本专利技术属于分子生物学领域，具体涉及一种调控玉米雄穗分枝数主效QTL的分子标记及其应用。技术背景雄穗作为玉米重要的生殖器官，其不仅直接影响玉米种子生产质量，而且与玉米产量形成密切相关。大量研究表明具有较小雄穗的玉米植株，群体下部的透光性强，雄穗生长对养分的消耗少，进而提高玉米产量。此外，学者研究还发现玉米雄穗与抗旱性紧密相关，干旱胁迫下玉米雄穗相关指标如雄穗主轴长和雄穗穗柄长等明显缩短、雄穗分枝数明显减少、抽雄吐丝时间间隔(anthesis-silkinginterval,ASI)明显延长，最终导致玉米严重减产。雄穗分枝数是雄穗大小的重要评价指标，因此深入剖析玉米雄穗分枝性状的遗传机理及揭示其与抗旱性的内在关系，对玉米高产育种具有重要意义。雄穗分枝数差异是玉米雄穗的一个重要特征，不同遗传背景材料间的雄穗分枝数差异较大。有的自交系材料雄穗分枝数很多，但有的自交系材料雄穗分枝数很少，甚至无分枝。就遗传表现来说，雄穗分枝数是由多基因控制的复杂数量性状，机理极其复杂，且易受环境影响，因此这给玉米雄穗机理研究带来了诸多困难。近年来，随着分子生物学的深入研究和分子标记技术的不断完善，利用数量性状基因位点(quantitativetraitlocus,QTL)定位可以大致确定相关数量性状的基因位点和位置，估算各位点的遗传效应，进而为将来分子育种提供理论基础和技术支撑。目前，玉米雄穗分枝数QTL定位研究已成为学者和育种家关注的热点课题，但具有应用价值的雄穗分枝数QTL位点较少，因此，挖掘不同遗传背景下及不同环境下都稳定表达的雄穗分枝数主效QTL对玉米高产育种具有巨大的潜在应用价值。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种调控玉米雄穗分枝数主效QTL的分子标记，本专利技术还提供辅助选择雄穗分枝较少玉米的方法，本专利技术还提供调控玉米雄穗分枝数主效QTL的分子标记在玉米育种中的应用。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下三项技术方案：第一、一种调控玉米雄穗分枝数主效QTL的分子标记，其特征在于：由umc2177和umc1378两对引物组成，所述引物umc2177的序列为：Forward:5’-ACCATGCATGTCTCACGTCACT-3’Reverse:5’-GGGTACGTGCTGTGGAGGAC-3’所述引物umc1378的序列为：Forward:5’-GAAGTCGCTGATGAGAACGTAACC-3’Reverse:5’-GCTAGCTAGTGTGAGTTCTTCCGC-3’。第二、一种辅助选择雄穗分枝较少玉米的方法，步骤如下：提取待测玉米的基因组DNA；用引物umc2177和umc1378进行PCR扩增；当得到长度为234bp和331bp的扩增产物，则待测玉米为雄穗分枝较少的玉米。第三、调控玉米雄穗分枝数主效QTL的分子标记在玉米育种中的应用，其特征在于：用本专利技术提供的辅助选择雄穗分枝较少玉米的方法鉴定出候选雄穗分枝较少的玉米，再将候选雄穗分枝较小的玉米应用于玉米育种。本专利技术通过对两套F2:3家系的雄穗分枝数QTL进行分析，在多水分环境处理下发现在玉米第七染色体Bin7.00区域的umc2177和umc1378标记之间存在一个调控玉米雄穗分枝数的主效QTL，专利技术人将该主效QTL命名为qTBN-Ch.7-1。在多个水分环境处理下，该qTBN-Ch.7-1在两套F2:3家系的累积表型贡献率分别为46.01％和34.09％。分析表明利用这两对SSR标记对待测玉米进行PCR扩增，可以对待测玉米的雄穗大小进行预测。本专利技术的有益效果在于：通过本专利技术公布的分子标记进行分子标记辅助选择，只需检测分子标记的特征扩增条带，即可预测玉米雄穗大小，此鉴定方法易于操作、简单可行、选择效率高。可在玉米生育早期鉴定出雄穗较小的玉米单株，淘汰其它单株，选择目标明确，且不受环境影响，有效提高候选玉米的育种利用价值。附图说明图1LTpop雄穗分枝数的频率分布图；图2CTpop雄穗分枝数的频率分布图；图3LTpop遗传连锁图谱及雄穗分枝数主效QTL定位示意图；图4CTpop遗传连锁图谱及雄穗分枝数主效QTL定位示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步说明，下述实施例中试验方法如无特殊说明，均为常规试验方法，下述实施例中所述的实验试剂及耗材如无特殊说明，均来自常规生化试剂公司。本实施例中，获得调控玉米雄穗分枝数主效QTL的分子标记的详细步骤如下：1.玉米F2:3群体构建及不同水分环境处理下雄穗分枝数的测定以本课题组前期筛选获得的雄穗分枝数及抗旱性差异较大的3份自交系为亲本构建了两套F2分离群体，F2分离群体自交获得F2:3家系。其中廊黄/昌7-2为雄穗分枝数少且强耐旱自交系作为母本，TS141为雄穗分枝数多且旱敏感自交系作为共同父本。廊黄与TS141构建的F2:3家系简称为LTpop，其包含202个株系；昌7-2与TS141构建的F2:3家系简称为CTpop，其包含218个株系。2014年于武威(37.97°N，102.63°E；1508m)和张掖(38.83°N，106.93°E；1536m)种植LTpop及相应亲本。2015年于古浪(36.67°N，102.85°E；1785m)和景泰(37.18°N，104.03°E；1640m)种植CTpop及相应亲本。两套F2:3家系在四个试验点都分别进行干旱胁迫处理和正常供水处理，采用平膜滴灌技术，按完全随机区组设计，三次重复，双行区，行长6.0m，株距0.5m，行距0.6m。干旱胁迫处理是在大喇叭口期前到花期结束进行不灌水，其它时期每隔20d灌水一次。正常供水处理是在玉米生长过程中缺水时及时灌水。在不同水分环境处理下，分别选择两套F2:3家系中长势整体一致单株10株，待花期结束时测定每一单株的雄穗分枝数(tasselbranchnumber，TBN；TBN为雄穗一级分枝数)，然后取其平均值代表每一株系的雄穗大小。根据公式：计算广义遗传力(H2)，式中：为基因型方差，为基因型与环境互作方差，为误差，n为环境个数，r为重复数。2套F2:3家系雄穗分枝数鉴定结果见表1。所得LTpop雄穗分枝数的频率分布图见图1所示；所得CTpop雄穗分枝数的频率分布图见图2所示。表1两套F2:3家系雄穗分枝数测定值Table1Thevalueoftasselbranchnumber(TBN)intwoF2:3populations,respectively表中字符说明：W-W、S-W、W-Z、S-Z、W-G、S-G、W-J、S-J分别为武威正常供水处理、武威干旱胁迫处理、张掖正常供水处理、张掖干旱胁迫处理、古浪正常供水处理、古浪干旱胁迫处理、景泰正常供水处理、景泰干旱胁迫处理；以下同。由表1可知：同一水分环境处理下，母本廊黄/昌7-2与父本TS141的雄穗分枝数差异显著；干旱胁迫处理下，3份自交系的雄穗分枝数都呈降低趋势，但旱敏感自交系TS141的雄穗分枝数降低程度远远高于强耐旱自交系廊黄/昌7-2。由表1、图1和图2可知：不同水分环境处理下，构建的两套F2:3家系的雄穗分枝数呈典型的正态分布，且雄穗分枝数的广义遗传力较大为78.69％和84.26％，表明雄穗分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调控玉米雄穗分枝数主效QTL的分子标记，其特征在于：由分子标记umc2177和umc1378组成，所述分子标记umc2177的引物序列为：Forward:5’‑ACCATGCATGTCTCACGTCACT‑3’；Reverse:5’‑GGGTACGTGCTGTGGAGGAC‑3’；所述引物umc1378的序列为：Forward:5’‑GAAGTCGCTGATGAGAACGTAACC‑3’；Reverse:5’‑GCTAGCTAGTGTGAGTTCTTCCGC‑3’。

【技术特征摘要】
1.一种调控玉米雄穗分枝数主效QTL的分子标记，其特征在于：由分子标记umc2177和umc1378组成，所述分子标记umc2177的引物序列为：Forward:5’-ACCATGCATGTCTCACGTCACT-3’；Reverse:5’-GGGTACGTGCTGTGGAGGAC-3’；所述引物umc1378的序列为：Forward:5’-GAAGTCGCTGATGAGAACGTAACC-3’；Reverse:5’-GCTAGCTAGTGTGAGTTCTTC...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭云玲，赵小强，方鹏，武博洋，
申请(专利权)人：甘肃农业大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62