玉米雄性核不育基因、其分子标记及应用制造技术

本发明专利技术涉及一种玉米雄性核不育基因、其分子标记及应用。本发明专利技术包括IDP797245和IDP30786两个分子标记，其PCR扩增的引物对的核苷酸序列如SEQ ID NO.1至SEQ ID NO.4所示，且其与玉米性状连锁，能够准确定位和标记玉米雄性核不育基因

Male Genic Male Sterile Gene of maize, molecular marker and application thereof

The invention relates to a male genic male sterility gene of maize, a molecular marker and an application thereof. The present invention includes IDP797245 and IDP30786 two molecular markers, primers PCR amplification of the nucleotide sequence of SEQ ID NO.1 to SEQ ID NO.4 shows, and the properties of maize chain, can accurately locate and mark maize male sterile gene

【技术实现步骤摘要】
玉米雄性核不育基因、其分子标记及应用
本专利技术涉及基因工程
，具体涉及一种玉米雄性核不育基因、其分子标记及应用。
技术介绍
雄性不育是植物中普遍存在的一种生物学现象，也是杂种优势利用的一种途径。植物雄性不育指植物雄蕊发育不正常，不能产生正常花粉、花药并遗传给后代的现象。植物雄性不育可能是由于内在基因突变引起的，也有可能是外界条件导致的，因此，可以通过不同影响因素来给雄性不育材料进行归类：不可遗传型和可遗传型是雄性不育材料的两大分类，这是Kaul提出的；而后，前人又把雄性不育分为：细胞质不育、细胞核不育、细胞质、核互作不育。植物细胞质雄性不育，质不育基因的F1不能自交结实，是因为细胞质母体遗传的原因，故不能在制种上利用；细胞质基因不能影响细胞核雄性不育，因其是由核基因控制的，根据育性控制条件，可将细胞核雄性不育分显性核不育和隐性核不育，经过前人的研究不难发现，大部分不育都是有隐性核不育控制；质核互作雄性不育，该类基因由核不育和质不育基因控制，但在生产中利用该雄性不育会易受专一性病原小种的侵染而使杂交玉米存在风险。分子标记，是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基础的遗传标记，是DNA水平遗传多态性的直接反映。广义的分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质，狭义的分子标记是指能反映生物个体或种群间基因组中某种差异的特性DNA片段。而玉米是重要的粮食作物，也是雄性不育材料是一种非常珍贵的种质资源，对玉米的雄花发育机理研究、遗传育种应用、杂种优势方面都有重要价值。随着分子标记技术的发展，获得了与玉米性状连锁的分子标记，对鉴定玉米是否有性别决定的基因；对植株的鉴定、品种的遗传背景、筛选目标单株；对品种的改良和产量构成以及克隆性分化控制基因等方面有重要意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够准确定位和标记玉米雄性核不育基因ms-5的分子标记，该分子标记与玉米性状连锁，为鉴定玉米是否有性别决定的基因；对植株的鉴定、品种的遗传背景、筛选目标单株；对品种的改良和产量构成以及克隆性分化控制基因等方面有重要的应用意义。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：设计一种玉米雄性核不育基因的分子标记，包括两个分子标记，其PCR扩增的引物对的核苷酸序列分别为（如SEQIDNO.1至SEQIDNO.4所示所示）：IDP30786-U：GATTTCGGTTGGAGGAGT，IDP30786-L：AGGCAGAGGGTGTTTGTG；IDP797245-U：GCCCTCAACGGCTTCCTT，IDP797245-L：CCACGCTGTGCTTACGAC。鉴定获得了一种玉米雄性核不育基因ms-5，定位于玉米4号染色体上、且处于IDP797245和IDP30786两个分子标记之间的雄性核不育基因。所述玉米雄性核不育基因的分子标记或玉米雄性核不育基因ms-5在玉米育种中的应用。利用所述玉米雄性核不育基因的分子标记培育玉米雄性核不育品种的方法，以具有玉米雄性核不育基因ms-5的玉米品种为亲本之一，通过回交、杂交或组织培养的方法培育玉米雄性核不育自交系，在其后代中选择同时具有玉米雄性核不育基因ms-5的所述两个分子标记、并且农艺性状符合栽培需要的植株，重复多次直至获得雄性核不育自交系。设计一种用于扩增所述玉米雄性核不育基因的分子标记的引物，包括以下引物对：IDP30786-U：GATTTCGGTTGGAGGAGT，IDP30786-L：AGGCAGAGGGTGTTTGTG；IDP797245-U：GCCCTCAACGGCTTCCTT，IDP797245-L：CCACGCTGTGCTTACGAC。设计一种玉米雄性核不育基因的分子标记的检测试剂盒，含有所述引物对。本专利技术积极有益的技术效果在于：1.本专利技术的玉米突变体不育基因ms-5表现为完全雄性不育，植株花药不散出，ms-5突变体植株减数分裂正常，小袍子母细胞在细胞壁形成后降解。2.本专利技术以ms-5突变体为主要实验材料，通过对ms-5材料的遗传分析和定位，为实现ms-5突变体的分子育种及应用奠定了基础。3.本专利技术雄性不育基因ms-5是一个新的雄性不育基因，以其进行杂交制种时，可以免去人工去雄，节约人力，降低种子成本，同时又是提高杂交制种效率、种子纯度，保证制种质量的一条经济有效的途径。4.本专利技术分子标记与玉米性状连锁，为鉴定玉米是否有性别决定的基因；其在植株的鉴定、品种的遗传背景、筛选目标单株，在品种的改良和产量构成以及克隆性分化控制基因等方面有重要的应用意义。附图说明图1为ms-5野生型和突变体的雄花表型比较图；图2为野生型（左）和突变体（右）花粉碘-碘化钾染色对比图；图3为部分在父本和母本间具有多态性的引物电泳条带图；图4为用引物IDP30786进行PCR扩增所得的电泳图谱；其中M为Marker，1为父本，2母本。图5为引物IDP797245进行PCR扩增所得的电泳图谱；其中M为Marker，1为父本，2母本。图6为用引物IDP30786进行PCR扩增所得的F2代分离群体中不育单株的电泳图谱；其中1为父本，2母本。图7为引物IDP797245进行PCR扩增所得的F2代分离群体中不育单株的电泳图谱；其中1为父本，2母本。图8为玉米雄性核不育基因ms-5与分子标记在染色体上的相对位置示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例来说明本专利技术的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本专利技术，并不以任何方式限制本专利技术的范围。以下实施例中所涉及的材料与方法的说明（其无特别说明的则均为常规材料与方法）：1.玉米雄性不育突变材料：本专利技术的供试材料是以C7-2、郑58为为自交系的不育株，其表现为：花药体积萎缩为正常植株的三分之一，而且无散粉现象，玉米植株表现为完全雄性不育，把不育系命名为ms-5，将引起雄性不育性状的基因命名为ms-5。2.玉米叶片DNA提取用于southern杂交的DNA的提取：（a）在50ml带盖离心管中加入10ml2×CTAB（使用前加入2%的β-硫基乙醇）缓冲液，在65℃水浴锅中预热。（b）取5g左右新鲜叶片，放在预冷的研钵中，加入液氮，迅速研磨成粉状（一定要保证样品处在液氮中），之后迅速转入上述缓冲液中，颠倒使其完全混匀（再做下一个样品之前要确保上一个样品的充分混合，因为样品与缓冲液未完全混合会导致DNA降解）。（c）65℃水浴60min，每10min颠倒一次。（d）加入等体积的氯仿：异戊醇（24:1），不断顺时针摇晃20min,以达到充分混匀，放到离心机（4℃12000rpm）离心15min。（e）取上清液，加入等体积的异丙醇（放-20℃预冷），轻微摇晃，可见到白色絮状沉淀，于-20℃放置30min以上。（f）挑出白色絮状沉淀，倒掉上清液，加5ml70%乙醇冲洗两次。（g）加无水乙醇1ml,将沉淀转移至2ml离心管中，倒掉酒精，晾干后加TE1ml。（h）每管加入15µlRNA酶，37℃水浴30min。（i）加入等体积苯酚：氯仿：异戊醇（25:24:1），轻微颠倒混匀，4℃12000rpm离心10min。（j）将上清液吸到另一个新的2ml离心管中，重复步骤（i）两次。（k）将上清液吸到另一个新的2ml离心管中，加等体积氯仿：异戊醇（24:1），轻微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玉米雄性核不育基因的分子标记，包括IDP797245和IDP30786两个分子标记，其PCR扩增的引物对的核苷酸序列分别为：IDP30786‑U：GATTTCGGTTGGAGGAGT，IDP30786‑L：AGGCAGAGGGTGTTTGTG；IDP797245‑U：GCCCTCAACGGCTTCCTT，IDP797245‑L：CCACGCTGTGCTTACGAC。

【技术特征摘要】
1.一种玉米雄性核不育基因的分子标记，包括IDP797245和IDP30786两个分子标记，其PCR扩增的引物对的核苷酸序列分别为：IDP30786-U：GATTTCGGTTGGAGGAGT，IDP30786-L：AGGCAGAGGGTGTTTGTG；IDP797245-U：GCCCTCAACGGCTTCCTT，IDP797245-L：CCACGCTGTGCTTACGAC。2.一种玉米雄性核不育基因ms-5，其特征在于，其为位于玉米ms-5第4号染色体上、且处于IDP797245和IDP30786两个分子标记之间的雄性核不育基因。3.权利要求1所述玉米雄性核不育基因的分子标记或权利要求2所述玉米雄性核不育基因ms-5在玉米育种中的应用。4.利用权利要求1所述玉米雄性核不育基因的分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳润清，铁双贵，卢彩霞，韩小花，郭书磊，燕树锋，刘璐，陈娜娜，傅晓雷，池海锋，
申请(专利权)人：河南省农业科学院，
类型：发明
国别省市：河南,41