与玉米粒宽主效QTL紧密连锁的分子标记及应用制造技术

技术编号:24196745 阅读:22 留言:0更新日期:2020-05-20 11:15
本发明专利技术与玉米粒宽主效QTL紧密连锁的分子标记,所述玉米粒宽主效QTL包括qKW‑2,qKW‑2定位于玉米的第8号染色体上,并与分子标记mk2814紧密连锁,所述mk2814分子标记物理位置为151071300;该标记的序列如SEQ ID NO.1所示。本发明专利技术还提供了一种与玉米粒宽主效QTL紧密连锁的分子标记的获得方法,该方法包括以下步骤:(1)取亲本SG‑5和SG7及杂交F

Molecular markers closely linked with QTL of corn grain width and its application

【技术实现步骤摘要】
与玉米粒宽主效QTL紧密连锁的分子标记及应用
本专利技术涉及玉米育种领域,特别涉及了与玉米粒宽主效QTL紧密连锁的分子标记及应用。
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。玉米可用作人类食品、动物饲料、制药以及工业产品。随着世界人口日益增加,如何在有限的耕地面积上生产更多的粮食成为目前的主要问题。玉米是中国第一大作物,在保障国家粮食安全中占有重要地位(李少昆等,2017)。在全国31个省市自治区都有种植,作为粮、饲兼用的作物,对整个国民经济发展有着巨大的影响。通过对我国不同年代玉米杂交种及其亲本进行分析,发现产量与穗粗、穗粒数、百粒重、叶面积指数和叶向值呈显著正相关,其中百粒重、叶面积指数和叶向值对产量的贡献较大(李从锋,2009)。由于粒重降低无法得到其他产量因素的补偿,因此粒重成为影响产量的主要矛盾,也是目前高产育种的关键性状之一。粒重是玉米产量性状的重要构成因素,被证明与亩产量显著正相关,提高籽粒粒重可有效提高玉米产量(Guptaetal.,2006)。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。粒宽与粒重显著相关,因此,在全基因水平上挖掘与粒宽相关的遗传标记很有必要,有助于加速高产玉米育种进程。因鉴于此,特提出此专利技术。
技术实现思路
针对传统玉米产量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,结合考察的玉米粒宽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标记。本专利技术提供了一种与玉米粒宽主效QTL紧密连锁的分子标记,所述玉米粒宽主效QTL包括qKW-2,qKW-2定位于玉米的第8号染色体上,并与分子标记mk2814紧密连锁,所述mk2814分子标记物理位置为151071300;该标记的序列如SEQIDNO.1所示。另一方面,本专利技术还提供了一种与玉米粒宽主效QTL紧密连锁的分子标记的获得方法,该方法包括以下步骤:(1)取亲本SG-5和SG7及杂交F2单株叶片,采用CTAB法提取全基因组DNA;(2)采用GBS法对步骤(1)中得到的全基因组DNA进行测序;(3)依据测序结果,筛选遗传标记;(4)采用bin-map的方式,对所有筛选出的遗传标记进行bin的划分,并构建遗传图谱;并将遗传图谱与F2和F2:3的粒宽表型性状结合;(5)使用winQTLcart2.5软件复合区间作图法进行QTL分析,获得与QTL紧密连锁的SNP分子标记。优选的,步骤(1)中提取的杂交F2的数量为199个。优选的,步骤(1)中,在提取全基因组DNA后,采用1%琼脂糖凝胶检测DNA降解及污染情况。优选的,步骤(1)中,在提取全基因组DNA后,采用紫外分光光度计检测DNA浓度。优选的,步骤(4)中,bin-map的方式中窗口的设置为15个,且使用R/qtl进行遗传距离的计算,并使用perl脚本进行画图。优选的,步骤(5)中,采用的使用winQTLcart2.5软件复合区间作图法的搜索步长为1cM,采用的LOD临界值为1000次permutation的阈值。本专利技术还提供了上述的与玉米粒宽主效QTL紧密连锁的分子标记在玉米粒宽性状育种中的应用。本专利技术提供的与玉米粒宽主效QTL紧密连锁的分子标记及应用,通过对粒宽性状进行全基因组扫描,分析主效QTL所在染色体区域和遗传效应,获得与目标QTL紧密连锁的SNP标记,为玉米粒宽性状QTL候选基因预测、克隆及分子标记辅助育种奠定基础。具体实施方式下面用实施例来进一步说明本专利技术,但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例1本专利技术实施例采用玉米自交系SG-5为母本,玉米自交系SG-7为父本,配置杂交组合,通过南繁加代构建包含199个单株的的F2及F2:3分离群体,并考察记录P1、P2、F2、F2:3的粒宽性状。采集亲本SG-5和SG-7及杂交F2单株的叶片。作为一种优选的方案,所述叶片取自6叶期幼苗。各叶片样品置于-80℃下进行保存以叶片为样品采用CTAB法提取亲本及F2群组的全基因组DNA。CTAB法为本领域常规技术手段,在此就不再具体赘述。为了保证提取的全基因组DNA可用于后续步骤,采用1%琼脂糖凝胶电泳的方式检测DNA降解及污染情况,利用紫外分光光度计采用分光光度法检测DNA的浓度,并对不合格的样品进行再次处理,以得到可以应用于后续步骤的全基因组DNA。对得到的各全基因组DNA采用GBS法进行测序,并依据测序结果筛选合适的遗传标记。其中筛选遗传标记按照下述步骤进行。将测序数据与参考基因组进行比对。其中参考基因组下载地址如下所示:ftp://ftp.ensemblgenomes.org/pub/plants/release-29/fasta/zea_mays/dna/Zea_mays.AGPv3.29.dna.toplevel.fa.gz(1)使用BWA比对软件(参数:mem-t4-k32-M-R),将亲本和子代Cleandata的PEreads与参考基因组进行比对;(2)使用SAMtools将比对结果进行格式转换,转换成SAM/BAMfiles;(3)使用Perl脚本统计比对率和覆盖度;(4)使用SAMtools对比对结果进行排序(参数:sort),用于变异检测。群体SNP检测:(1)对BWA比对结果进行过滤:将比对到基因组上唯一位置的reads挑选出来,进行后续分析;(2)SNP检测:采用GATK(-typeUnifiedGenotyper)对过滤后的BAM文件进行群体SNP的检测;(3)SNP过滤:为减少测序错误造成的假阳性SNP,亲本与子代要求SNP碱基支持数不少于4。(4)SNP相关信息统计:杂合SNP数,纯合SNP数,杂合SNP比率。亲本间标记开发: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。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(例如:在某个SNP位点亲本1基因型为“GG”,亲本2基因型为“AA”,亲本基因型都为纯合,且亲本间基因型本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.与玉米粒宽主效QTL紧密连锁的分子标记,其特征在于,所述玉米粒宽主效QTL包括qKW-2,/nqKW-2定位于玉米的第8号染色体上,并与分子标记mk2814紧密连锁,所述mk2814分子标记物理位置为151071300;/n该标记的序列如SEQ ID NO.1所示。/n

【技术特征摘要】
1.与玉米粒宽主效QTL紧密连锁的分子标记,其特征在于,所述玉米粒宽主效QTL包括qKW-2,
qKW-2定位于玉米的第8号染色体上,并与分子标记mk2814紧密连锁,所述mk2814分子标记物理位置为151071300;
该标记的序列如SEQIDNO.1所示。


2.与玉米粒宽主效QTL紧密连锁的分子标记的获得方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)取亲本SG-5和SG7及杂交F2单株叶片,采用CTAB法提取全基因组DNA;
(2)采用GBS法对步骤(1)中得到的全基因组DNA进行测序;
(3)依据测序结果,筛选遗传标记;
(4)采用bin-map的方式,对所有筛选出的遗传标记进行bin的划分,并构建遗传图谱;并将遗传图谱与F2和F2:3的粒宽表型性状结合;
(5)使用winQTLcart2.5软件复合区间作图法进行QTL分析,获得与QTL紧密连锁的SNP分子标记。


3.根据权利要求2所述的与玉米粒宽主效QTL紧密连锁的分子标记的获得方法,其特征在于,步骤(1)中提取的杂交F2的数...

【专利技术属性】
技术研发人员:苏成付赵延明
申请(专利权)人:青岛农业大学
类型:发明
国别省市:山东;37

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