玉米穗位高相关的ZmRzf基因SNP分子标记及应用制造技术

本发明专利技术公开了玉米穗位高相关的ZmRzf基因SNP分子标记及应用，属于作物遗传育种分子标记应用技术领域，本发明专利技术具体涉及玉米第8号染色体上3个与穗位高性状相关的ZmRzf基因的SNP分子标记及应用，三个标记分别位于Chr8:156959358、Chr8:156959642和Chr8:156959657位置。该SNP分子标记是从玉米自交系群体的全基因组关联分析中得到，其核苷酸序列分别如：SEQ ID N01和SEQ ID N02所示，本发明专利技术的SNP标记可用于育种过程中玉米穗位高性状的辅助选择，能提高选择的准确性，加快品种选育的过程。加快品种选育的过程。加快品种选育的过程。

【技术实现步骤摘要】
玉米穗位高相关的ZmRzf基因SNP分子标记及应用


[0001]本专利技术属于作物分子标记制备
，具体涉及与玉米雄穗分枝数性状相关的SNP分子标记及应用。

技术介绍

[0002]玉米的产量高、用途广是我们国家重要的粮食、饲用、能源及经济作物。提高种植密度是当前玉米高产栽培的主要途径。但是，密度大、穗位过高在不利气象条件下，容易产生群体倒伏和茎秆折断。例如2020年夏季，我国东北春玉米主产区由于台风暴雨天气，导致大面积的严重减质和减产。穗位高指的是玉米果穗着生节位距地面的距离，穗位高是决定玉米抗倒伏能力大小的一个重要性状，果穗的着生节位越高，玉米的重心也就越高，在利用中秆或中高秆这一有利性状的前题条件下，降低穗位高可以较好的提高玉米品种的抗倒性。穗位高是一个连续分布的、典型的多基因控制的数量性状，同时它的广义和狭义遗传力都比较高，说明其中有对性状贡献较大的主效基因在发挥作用。
[0003]目前通过QTL定位和候选基因法已经确定了许多与穗位高相关的QTL区域及候选基因，但是QTL定位的区域一般跨度很大，通常会有几个厘摩(centimorgan，cM)，定位的区域中包括大量的候选基因，基因的精细定位较困难。候选基因法是根据已有的生命科学背景知识，直接从已知或潜在的基因库中挑选出可能对该性状有影响的基因，但它的缺点是不能识别新的基因。
[0004]因此，开发玉米育种过程中穗位高性状的辅助选择标记，提高选择的准确性，加快品种培育进程，对于玉米穗位高性状相关的分子标记辅助育种及相关性状的遗传改良具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供与玉米状穗位高相关的SNP分子标记。
[0006]本专利技术提供的与玉米状穗位高相关的SNP分子标记的开发方法是：运用全基因组关联分析的方法，寻找穗位高性状相关的SNP分子标记，以此作为玉米育种过程中穗位高性状的辅助选择标记，提高选择的准确性，加快品种培育进程。
[0007]本专利技术中SNP分子标记的开发过程如下：
[0008]步骤(1)、通过431份不同亲缘关系的玉米自交系构建GWAS分析的群体，群体种植于大田后，取玉米的幼苗作为提取基因组DNA的样本，玉米授粉后调查穗位高性状作为全基因组关联分析(Genome
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wide Association Study,GWAS)的表型数据。基因组DNA经酶切后与适当的接头连接，构建基因组测序文库，采用Illumina Nova Seq 6000测序平台，对文库进行双末端测序(PE150)，读长(Reads)为2
×
150bp。对产出的测序数据的进行质控与过虑，将质控合格的数据比对B73参考基因组序列，获得群体基因组中SNP信息。
[0009]步骤(2)、对步骤(1)中获得的SNP数据进行质控，质控标准为MAF<0.05,缺失率>0.8，HW(哈迪
‑
温伯格指数)>0.0001，利用软件Snp Eff(版本4.3t)的基因组结构注释数据
(GTF文件)对VCF文件中的SNP/InDel信息进行注释，即是否能够对基因编码蛋白造成影响，包括SNP的突变类型和突变位置，氨基酸的变异类型和效应等。使用软件GAPIT(3.1.0)中的CMLM模型(compressed mixed linear model)对行粒数性状进行关联分析。关联分析时基于贝叶斯信息准则(Bayesian information criterion,BIC)的模型选择，找到GWAS模型中最优的PCs数量，用以拟合最优的性状因子。
[0010]步骤(3)、对步骤(2)中获得的549211个合格的SNP用于全基因组关联分析，当检出的SNP的P值小于10
‑
5时，认为这个SNP达到了基因组水平的显著，经过全基因组关联分析，ZmRzf基因的内含子区域检出3个SNP位点符合上述条件，分别位于玉米第8号染色体Chr8:156959358、Chr8:156959642和Chr8:156959657位置。
[0011]步骤(4)、对步骤(3)检出的显著位点不同基因型样本进行组间比较：
[0012]Chr8:156959358位点T/T与(C/C+C/T)之间差异极显著(P<0.0001)，组间均值差为10.637cm，基因型T/T为低穗位的极显著分子标记；基因型C/C和C/T为高穗位的极显著分子标记；
[0013]Chr8:156959642位点G/G与(A/A+A/G)之间差异极显著(P<0.0001)，组间均值差为10.215cm。基因型G/G是低穗位的极显著分子标记，基因型A/A及A/G是高穗位的极显著分子标记；
[0014]Chr8:156959657位点G/G与(A/A+A/G)之间差异极显著(P<0.0001)，组间均值差为10.637cm基因型G/G是低穗位的极显著分子标记，基因型A/A及A/G是高穗位的极显著分子标记。
[0015]利用上述技术措施，本专利技术最终获得了3个SNP标记，分别位于玉米第8号染色体Chr8:156959358、Chr8:156959642和Chr8:156959657位置：
[0016]位于玉米第8号染色体Chr8:156959358位置，其核苷酸序列如SEQ ID N01所示，序列159位的碱基Y为C或T；
[0017]位于玉米第8号染色体Chr8:156959642位置，其核苷酸序列如SEQ ID N02所示，序列143位的碱基R为A或G；
[0018]位于玉米第8号染色体Chr8:156959657位置，其核苷酸序列如SEQ ID N02所示，序列158位的碱基R为A或G。
[0019]本专利技术的另一目的是提供所述SNP分子标记在玉米穗位高性状相关的分子标记辅助育种中的应用。
[0020]位于玉米第8号染色体Chr8:156959358位置的SNP标记，基因型T/T为低穗位的极显著分子标记；基因型C/C和C/T为高穗位的极显著分子标记。
[0021]位于玉米第8号染色体Chr8:156959642位置的SNP标记，基因型G/G是低穗位的极显著分子标记，基因型A/A及A/G是高穗位的极显著分子标记。
[0022]位于玉米第8号染色体Chr8:156959657位置的SNP标记，基因型G/G是低穗位的极显著分子标记，基因型A/A及A/G是高穗位的极显著分子标记。
[0023]本专利技术通过全基因组关联分析(Genome
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wide Association Study,GWAS)研究群体中多态性位点与性状的关联，进而研究未知基因的功能是一个非常有效的途径。
[0024]锌指(Zinc finger)蛋白在真核生物基因组中分布很广、具重要作用，富含半胱氨酸和组氨酸残基构成的与锌结合的结构域，在序列上相当保守的一类蛋白质。据半胱氨酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种与玉米穗位高性状相关的SNP分子标记，其特征在于位于玉米第8号染色体Chr8:156959358位置，其核苷酸序列如SEQ ID N01所示，序列159位的碱基Y为C或T。2.一种与玉米穗位高性状相关的SNP分子标记，其特征在于位于玉米第8号染色体Chr8:156959642位置，其核苷酸序列如SEQ ID N02所示，序列143位的碱基R为A或G。3.一种与玉米穗位高性状相关的SNP分子标记，其特征在于位于玉米第8号染色体Chr8:156959657位置，其核苷酸序列如SEQ ID N02...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡军，潘洪玉，丁韦辰，甘会云，于汇琳，张鑫生，唐心龙，王世壮，王寒，王鹏葳，陈逸飞，金天，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：