用于检测玉米3906H基因的特异性引物组及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种用于检测玉米3906H基因的特异性引物组及其应用。扩增该3906H基因左侧DNA片段的一对特异性引物3906HS1的碱基序列为：正向引物从5′端至3′端为：AACAAGTGACGCTCGGAGATAC；反向引物从5′端至3′端为：GCCTGTTTGGTAAGCACTGGTG；扩增该3906H基因右侧DNA片段的一对特异性引物3906HS12的碱基序列为：正向引物从5′端至3′端为：TCGGAATCTCACACCAAACA；反向引物从5′端至3′端为：TTGCATCCAACTGTTTCCAA。利用这两对特异性引物组能对玉米任何时期和任何组织的DNA进行基因型鉴定，检测杂交育种子代各单株中3906H基因的存在与否以及杂合或纯合状态。这种检测方法的准确性高，操作简单，为利用3906H基因的DNA分子标记辅助育种提供重要的技术手段。

Specific primers for detection of 3906H gene in maize and its application

【技术实现步骤摘要】
用于检测玉米3906H基因的特异性引物组及其应用
本专利技术涉及一种用于检测玉米3906H基因的特异性引物组及其应用。技术背景玉米(zeamays)是世界上也是我国主要的粮食作物和饲料作物，学名为zeamaysL,英文名maize或corn.中文名称较多，旧称玉蜀黍，苞谷等，现通称玉米。玉米是一年生草本植物，起源于墨西哥或中美洲地区。1492年哥伦布在古巴发现玉米，随后被带回西班牙，逐渐传至世界各地，并成为优势作物。作为食品、饲料和燃料的重要来源，玉米是我国今后一个时期消费需求增长最快的农作物,主要来自两个方面：一是畜牧业快速发展，增加了对玉米的需求。国际经验表明，进入工业化和城镇化中期以后，人们的膳食结构会发生明显变化，肉蛋奶消费显著增加。美国1965—2000年间玉米饲料消费量年均增长1.6％，日本为4.1％。我国也进入这个阶段，玉米饲料消费增加加快。2010年全国肉类、禽蛋、牛奶、水产品产量分别比2003年增长23％、18.5％、105％、31.8％。同期，饲料用粮消耗玉米，由1800亿斤增加到2400亿斤，增长33％。畜牧业养殖方式的转变也增加了饲料用粮，随着畜禽规模化养殖快速发展，由过去一家一户以青饲料、米糠麦麸、剩菜剩饭喂猪，转变为使用工厂化饲料，对玉米的需求明显增加。二是深加工快速发展，增加了对玉米的需求。2000年以前，我国玉米深加工年消费不足200亿斤，占玉米消费比重不到10％。近年来玉米深加工业产能迅速扩展，未来在目前1800亿斤的基础上有可能进一步扩大。为应对世界粮食危机，保证国家粮食安全，我国提出了构建粮食核心区及到2020年再增产粮食1000亿斤的目标，其中需要新增玉米400亿斤。因此，这对玉米产量和品质的改良与创新提出了更高的要求。为了提高玉米品质和营养价值，从上个世纪开始，越来越多的国内外科研人员就开始利用生物学的方法对玉米的品质进行改造。优质蛋白玉米(QualityProteinMaizeQPM)便在这样的情况下产生了。其基本原理是：以玉米中一些籽粒的突变体为材料，借助于遗传学的研究手法对其进行改造，提高其营养价值。在玉米中，籽粒突变体的表型差异很大，有两大类表型研究较多，Opaque与Defectivekernel(Dek)。Opaque突变体是一类不透明的籽粒，Dek突变体大多胚或胚乳发育有缺陷，很多Dek突变籽粒是致死型隐性突变。在表型上，Dek突变籽粒与野生型比较发育缓慢、籽粒小、颜色浅。Dek突变体籽粒有塌陷，籽粒变小，扭曲，在此基础上有很多类型：一些塌陷皱缩，一些缺少内容物，还有一些表面粗褶皱。造成Dek突变的原因有：Dek突变体生长发育过程中的基本生命活动变得缓慢，包括植株矮化、散粉和发芽变慢，在授粉后初期，籽粒之间接触不充分，彼此间压力较少，可以观察到突变体与野生型形态相似。之后，随着籽粒的长大，野生型籽粒较突变体生长较快，籽粒中营养物质积累较突变体丰富，而突变体种皮有较大空隙，生长空间被野生型挤压，从而形成Dek表型。3906H是一类隐性致死性Dek突变体。从籽粒表型观察到，除了具有其他dek突变体的特点，其籽粒顶端边缘胚乳缺失的只剩下果皮，参见图1。虽然有胚乳但是3906H突变体籽粒不能发育成苗。杂合体在授粉后10天就可以看到明显的表型分离，从授粉后15天及18天的未成熟籽粒石蜡切片材料可以看出，突变体胚和胚乳相对于野生型发育滞后，突变体籽粒的胚乳不能填满整个种皮空间，是突变体籽粒有很大的空泡，参见图2。从表型、细胞学切片、籽粒营养成分等方面对籽粒进行分析，预示着3906H是新的突变体；而等位检测分析显示3906H是单基因隐性遗传突变引起。对3906H突变体材料的研究，可以加深我们对Dek突变体形成原因的理解。3906H突变体至今尚未通过杂交育种被很好地研究与利用，因为3906H其隐性纯合突变体的籽粒胚乳发育缺陷，胚乳小且不能生长发育，最重要的是通过杂交选育需要较长的时间。DNA分子标记辅助育种是一项新的育种技术，该技术是通过利用与目标性状基因紧密连锁的DNA分子标记对控制目标性状的基因进行间接选择的现代育种技术。该技术对目标基因的转移，不仅可在早期进行准确、稳定的选择，而且可克服再度利用隐性基因识别难的问题，从而加速育种进程，提高育种效率。与常规育种相比，该技术可提高育种效率2-3倍。DNA分子标记辅助育种技术的关键是：(1)获得的分子标记应该是能够区分育种过程中杂交亲本(纯合3906H类型和纯合野生型类型)以及它们杂交子代(F1代)的共显性引物组；(2)获得的共显性分子标记(即引物组)与控制目标性状基因的连锁情况，连锁越紧密在其后代中错选的概率越低，如果该标记来源于控制目标性状基因，则利用该分子标记在其后代中错选的概率为零；(3)该标记可以区分突变体与国内所有主要育种亲本。以往研究中并没有获得位于3906H基因上并且与其完全连锁的共显性DNA分子标记，即引物组，故无法对该基因所控制的目标性状进行DNA分子标记辅助选择，同时，以往也为获得能够区分突变体与国内所有主要育种亲本的分析标记。所以，对于该种标记的获得和鉴定是对控制玉米籽粒缺陷(Dek)农艺性状的3906H基因进行DNA分子标记辅助育种的基础。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种用于检测玉米3906H基因的特异性引物组。本专利技术的目的之二在于提供该特异性引物组在检测和区分玉米育种过程中杂交亲本中的应用。本专利技术的目的之三在于提供该特异性引物组在检测和区分野生型自交系W64A、B73、W22、郑58、Mo17、昌7-2、PH4CV和PH6WC类型以及他们杂交子代类型中的应用。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于检测玉米3906H基因的特异性引物组，其特征在于扩增该3906H基因左侧DNA片段的一对特异性引物3906HS1的碱基序列为：正向引物从5′端至3′端为：AACAAGTGACGCTCGGAGATAC；反向引物从5′端至3′端为：GCCTGTTTGGTAAGCACTGGTG；扩增该3906H基因右侧DNA片段的一对特异性引物3906HS12的碱基序列为：正向引物从5′端至3′端为：TCGGAATCTCACACCAAACA；反向引物从5′端至3′端为：TTGCATCCAACTGTTTCCAA。一种根据权利要求1所述的用于检测玉米3906H基因的特异性引物组在在检测和区分玉米育种过程中杂交亲本以及它们杂交子代类型中的应用。一种根据权利要求1所述的用于检测玉米3906H基因的特异性引物组在检测和区分野生型自交系W64A、B73、W22、郑58、Mo17、昌7-2、PH4CV和PH6WC类型类型以及他们杂交子代类型中的应用。本专利技术提供的2个位于3906H基因染色体物理位置两侧的与其紧密连锁的共显性DNA特异性引物组，以及利用这两个共显性DNA特异性引物组对3906H基因进行分子标记辅助选择的方法。利用这两个特异性引物组能对玉米任何时期和任何组织的DNA进行基因型鉴定，检测杂交育种子代各单株中3906H基因的存在与否以及杂合或纯合状态。这种检测方法的准确性高，操作简单，为利用3906H基因的DNA分子标记辅助育种提供重要的技术手段。附图说明图1是3906H杂交F2代表型分离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测玉米

【技术特征摘要】
1.一种用于检测玉米3906H基因的特异性引物组，其特征在于扩增该3906H基因左侧DNA片段的一对特异性引物3906HS1的碱基序列为：正向引物从5′端至3′端为：AACAAGTGACGCTCGGAGATAC；反向引物从5′端至3′端为：GCCTGTTTGGTAAGCACTGGTG；扩增该3906H基因右侧DNA片段的一对特异性引物3906HS12的碱基序列为：正向引物从5′端至3′端为：TCGGAATCTCACAC...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋任涛，方鹏，金立方，彭菲，黄圣禅，祁巍巍，唐远平，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31