与玉米抗旱性相关的单体型及其分子标记制造技术

本发明专利技术公开了一种与玉米抗旱性相关的单体型及其分子标记。本发明专利技术提供了一种鉴定或辅助鉴定玉米的抗旱性状的方法，包括如下步骤：检测待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游是否缺失序列7所示的82bp的DNA分子，以确定待测玉米的单体型是单体型甲纯合还是单体型乙纯合，根据所述待测玉米的单体型确定玉米抗旱性性状：单体型甲纯合的待测玉米的抗旱性高于或候选高于单体型乙纯合的待测玉米；所述单体型甲纯合为待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游缺失序列7所示的82bp的DNA分子，所述单体型乙纯为待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游含有序列7所示的82bp的DNA分子。本发明专利技术为玉米的分子标记辅助选择育种提供了一个新方法，在培育抗旱玉米品种或研究中具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
与玉米抗旱性相关的单体型及其分子标记
本专利技术涉及生物
，尤其涉及一种与玉米抗旱性相关的单体型及其分子标记。
技术介绍
植物在复杂多变的环境中生长发育，常受到逆境胁迫，其中干旱是影响和限制植物生长发育的主要逆境因子，甚至会导致植物死亡，严重影响农业生产。因此，培育抗旱作物品种一直是农业科学技术研究的主要目标之一。玉米(ZeamaysL.)是重要的粮食作物之一，培育抗旱玉米品种对提高玉米产量具有重要意义。虽然提高玉米耐旱性已经成为目前玉米遗传改良的重要目标，但是发现和鉴定玉米耐旱性的遗传成分越来越成为一个挑战。尽管有关于玉米耐旱性遗传图谱的相关报道，但是，迄今为止关于玉米耐旱性的数量性状位点(QTL)还未被克隆。基于遗传连锁的QTL作图已经被广泛用来鉴定与开花时间，分枝结构，光周期敏感性，穗腐病抗性等性状相关的基因。但是，该方法通常会花费很长的时间用来构建群体。另外，为了获得精确的图谱信息，通常需要很大的群体数量及多步自交和回交来缩小候选基因的区域。近年来，基于连锁不平衡的全基因组关联分析(GWAS)作为一个新的研究策略，已经被用来鉴定作物复杂的数量性状位点。随着高通量测序技术的发展以及统计分析方法的改善，GWAS已经被应用于越来越多作物中。在玉米中，GWAS已经被用来检测包括种子β-胡萝卜素，油份含量及开花时间在内的一些复杂性状。尽管有关于玉米耐旱性的关联分析的报道，但是候选基因及其遗传变异仍然需要进一步鉴定。在玉米基因组中，约85％的基因组成分由转座子(TEs)组成，而且基因序列中嵌入了大量的转座子。为了维持基因组的稳定性，转座子通常通过DNA和染色质的修饰而被沉默。越来越多的数据表明，转座子在植物进化和环境适应中起了很重要的作用。例如，tb1基因上游～60kb处一个转座的插入与增强玉米顶端优势相关；ZmCCT基因上游～2kb处CACTA转座子的插入与玉米光周期敏感性相关；ZmRAP2.7基因上游～70kb处一个微型转座因子(MITE)的插入与玉米开花时间相关。TE能够通过DNA及染色质甲基化影响附近基因表达。在植物中，MITE转座子可通RNA介导的DNA甲基化(RdDM)途径使自身及附近DNA序列或组蛋白发生甲基化，从而影响附近基因的表达。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种鉴定或辅助鉴定玉米的抗旱性状的方法。本专利技术提供的方法，包括如下步骤：检测待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游是否缺失序列7所示的82bp的DNA分子，以确定待测玉米的单体型是单体型甲纯合还是单体型乙纯合，根据所述待测玉米的单体型确定玉米抗旱性性状：单体型甲纯合的待测玉米的抗旱性高于或候选高于单体型乙纯合的待测玉米；所述单体型甲纯合为待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游缺失序列7所示的82bp的DNA分子，所述单体型乙纯为待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游含有序列7所示的82bp的DNA分子。本专利技术另一个目的是提供一种鉴定或辅助鉴定待测玉米是否为抗旱玉米方法。本专利技术提供的方法，包括如下步骤：检测待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游是否缺失序列7所示的82bp的DNA分子，以确定待测玉米的单体型是单体型甲纯合还是单体型乙纯合，根据所述待测玉米的单体型确定玉米是否为抗旱玉米；若待测玉米为单体型甲纯合，则待测玉米为或候选为抗旱玉米，若待测玉米为单体型乙纯合，则待测玉米为或候选为非抗旱玉米；所述单体型甲纯合为待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游缺失序列7所示的82bp的DNA分子，所述单体型乙纯为待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游含有序列7所示的82bp的DNA分子。上述方法中所述非抗旱玉米为在干旱胁迫下存活率小于5％的玉米，所述抗旱玉米为在干旱胁迫下存活率大于等于5％的玉米。所述干旱胁迫为不浇水至植物生长土壤中的相对含水量为0,且保持7天。其中，抗旱玉米又可以分为中间型玉米和抗旱型玉米；中间型玉米为存活率﹤40％，且≥5％的玉米；抗旱型玉米为存活率≥40％的玉米。上述方法中，所述检测待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游是否缺失序列7所示的82bp的DNA分子的方法为1)或2)：1)、直接测序；2)、用能扩增含有序列7所示的82bp的DNA片段的引物对待测玉米基因组DNA进行扩增，根据PCR产物的大小判断是否缺失序列7所示的82bp的DNA分子。上述方法中，所述能扩增含有序列7所示的82bp的DNA片段的引物对由序列8所示的单链DNA分子和序列9所示的单链DNA分子组成；所述根据PCR产物的大小判断是否缺失序列7所示的82bp的DNA分子为如下：若所述PCR产物的大小仅为124bp，则待测玉米2条同源染色体上ZmNAC111基因的上游均缺失序列7所示的82bp的DNA分子；若所述PCR产物的大小为124bp和206bp，则待测玉米1条同源染色体上ZmNAC111基因的上游含有序列7所示的82bp的DNA分子，另一条同源染色体上ZmNAC111基因的上游缺失序列7所示的82bp的DNA分子；若所述PCR产物的大小仅为206bp，则待测玉米2条同源染色体上ZmNAC111基因的上游均含有序列7所示的82bp的DNA分子。本专利技术的第三个目的是提供一种鉴定或辅助鉴定玉米的抗旱性状或鉴定或辅助鉴定待测玉米是否为抗旱玉米的试剂。本专利技术提供的试剂，是检测待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游是否缺失序列7所示的82bp的DNA分子的物质。上述试剂中，所述物质为由序列表中序列1所示的单链DNA分子和序列表中序列2所示的单链DNA分子组成的引物对。本专利技术第四个目的是提供鉴定或辅助鉴定玉米的抗旱性状或鉴定或辅助鉴定待测玉米是否为抗旱玉米的试剂盒。本专利技术提供的试剂盒，含有上述的试剂。上述的试剂或上述的试剂盒在鉴定或辅助鉴定玉米的抗旱性状中的应用也是本专利技术保护的范围；或上述的试剂或上述的试剂盒在制备鉴定或辅助鉴定玉米的抗旱性状产品中的应用也是本专利技术保护的范围；或上述的试剂或上述的试剂盒在鉴定或辅助鉴定待测玉米是否为抗旱玉米中的应用也是本专利技术保护的范围；或上述的试剂或上述的试剂盒在制备鉴定或辅助鉴定待测玉米是否为抗旱玉米产品中的应用也是本专利技术保护的范围。上述的方法、上述的试剂或上述的试剂在培育抗旱玉米中的应用也是本专利技术保护的范围。本专利技术还保护一种培育抗旱玉米的方法，包括培育选择上述单体型甲纯合的玉米。或一种DNA片段，为如下1)-3)中任一种：1)其核苷酸序列是序列表中序列7所示的DNA分子；2)与1)限定的DNA序列至少具有70％、至少具有75％、至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性的DNA分子；3)在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交的DNA分子；所述DNA片段在调控玉米抗旱性中的应用。本专利技术的实验证明，本专利技术通过对262个玉米自交系组成的自然变异群体中与抗旱性相关的基因ZmNAC111遗传变异分析，找到了形成玉米不同抗旱性的多态性位点(InDel-572)，该多态性位点仅存在两种单体型，因此可以通过检测该多态性位点的情况，即可找到抗旱性相对较高的玉米。本专利技术为玉米的分子标记辅助选择育种提供了一个新方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鉴定或辅助鉴定玉米的抗旱性状的方法，包括如下步骤：检测待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游是否缺失序列7所示的82bp的DNA分子，以确定待测玉米的单体型是单体型甲纯合还是单体型乙纯合，根据所述待测玉米的单体型确定玉米抗旱性性状：单体型甲纯合的待测玉米的抗旱性高于或候选高于单体型乙纯合的待测玉米；所述单体型甲纯合为待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游缺失序列7所示的82bp的DNA分子，所述单体型乙纯为待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游含有序列7所示的82bp的DNA分子。

【技术特征摘要】
1.一种鉴定或辅助鉴定玉米的抗旱性状的方法，包括如下步骤：检测待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游是否缺失序列7所示的82bp的DNA分子，以确定待测玉米的单体型是单体型甲纯合还是单体型乙纯合，根据所述待测玉米的单体型确定玉米抗旱性性状：单体型甲纯合的待测玉米的抗旱性高于或候选高于单体型乙纯合的待测玉米；所述单体型甲纯合为待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游缺失序列7所示的82bp的DNA分子，所述单体型乙纯为待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游含有序列7所示的82bp的DNA分子。2.一种鉴定或辅助鉴定待测玉米是否为抗旱玉米方法，包括如下步骤：检测待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游是否缺失序列7所示的82bp的DNA分子，以确定待测玉米的单体型是单体型甲纯合还是单体型乙纯合，根据所述待测玉米的单体型确定玉米是否为抗旱玉米；若待测玉米为单体型甲纯合，则待测玉米为或候选为抗旱玉米，若待测玉米为单体型乙纯合，则待测玉米为或候选为非抗旱玉米；所述单体型甲纯合为待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游缺失序列7所示的82bp的DNA分子，所述单体型乙纯为待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游含有序列7所示的82bp的DNA分子。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述非抗旱玉米为在干旱胁迫下存活率小于5％的玉米，所述抗旱玉米为在干旱胁迫下存活率大于等于5％的玉米。4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述检测待测玉米基因组中ZmNAC111基因上游是否缺失序列7所示的82bp的DNA分子的方法为1)或2)：1)、直接测序；2)、用能扩增含有序列7所示的82bp的DNA片段的引物对待测玉米基因组DNA进行扩增，根据PCR产物的大小判断是否缺失序列7所示的82bp的DNA分子。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述能扩增含有序列7所示的82bp的DNA片段的引物对由序列8所示的单链DNA分子和序列9所示的单链DNA分子组成；所述根据PCR产物的大小判断是否缺失序列7所示的82bp的DNA分子为如下：若所述PCR产物的大小仅为124bp，则待测玉米2条同...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦峰，毛虎德，王宏伟，刘升学，李志刚，
申请(专利权)人：中国科学院植物研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11