与玉米雄花颖壳闭合突变性状连锁的分子标记及应用制造技术

本发明专利技术公开了与玉米雄花颖壳闭合突变性状连锁的分子标记及应用，属于植物基因工程技术领域。本发明专利技术提供了一种与ctg1突变性状紧密连锁的分子标记，该分子标记的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。本发明专利技术还提供了一种用于扩增该分子标记的引物对，该引物对的核苷酸序列如SEQ ID NO：2

【技术实现步骤摘要】
与玉米雄花颖壳闭合突变性状连锁的分子标记及应用


[0001]本专利技术涉及植物基因工程
，特别是涉及与玉米雄花颖壳闭合突变性状连锁的分子标记及应用。

技术介绍

[0002]玉米作为雌雄同株异花作物，使得杂种优势在玉米生产中的应用非常成功。目前，世界玉米生产绝大部分都采用杂交种。在杂交制种过程中，需要防止母本株自交，让母本系只接受父本系花粉进行杂交。长久以来，我国玉米杂交制种主要采用人工去雄，耗时费力且价格昂贵，同时还存在去雄不及时、不彻底导致种子混杂，影响制种质量的问题。另外，去雄还会影响母本生长发育，导致单株产量降低，影响制种产量。随着城镇化进程加快，农村劳动力不断流向城镇和非农产业，人工去雄的问题将长期存在且越发严峻。利用雄性不育进行不育化制种可有效解决人工去雄存在的问题。植物雄性不育可分为细胞质雄性不育和细胞核雄性不育。水稻是成功应用细胞质雄性不育制种的典型，但由于玉米不同胞质类型具有不同的应用瓶颈，限制了细胞质雄性不育在生产中的应用。玉米细胞核雄性不育则可有效避免细胞质雄性不育在制种中的瓶颈问题，但是由于纯合细胞核雄性不育系无法有效保持的问题限制了该类型不育系在生产中的应用。
[0003]随着生物技术的发展，2016年美国先锋公司开发的SPT种子生产技术才实现了不育系杂交制种体系中核不育系育性的高效保持(Wu等，2016，Development ofa novel recessive genetic male sterility system for hybrid seed production in maize and other cross
‑
pollinating crops.Plant Biotechnol J.14(3):1046
‑
54)，推动了玉米细胞核雄性不育在杂交制种中的应用。SPT技术的核心是将串联的三个功能模块(雄性可育基因表达盒、花粉致死基因表达盒以及种子荧光标记基因表达盒)通过转基因手段导入细胞核雄性不育突变体，通过对籽粒进行荧光筛选完成不育系和保持系的高效繁殖。尽管基于SPT技术体系在玉米杂交制种中具有诸多优点，比如无需去雄、不受种质限制、更高的种子纯度、更高的制种产量，但仍然存在转基因漂移(Zhang等，2018，Construction of a multicontrol sterility system for a maize male
‑
sterile line and hybrid seed production based on the ZmMs7 gene encoding a PHD
‑
finger transcription factor.Plant Biotechnol J.16(2):459
‑
471)。目前，对于我国玉米种子生产企业来说，SPT技术的应用存在诸多方面的限制因素，例如：一是生物技术投入大，应用难；知识产权的限制；二是SPT依赖于转基因技术，存在基因漂移风险，管理政策限制。
[0004]因此，开发不依赖于转基因技术或对制种企业具有更好普适性的可适用于不育化制种的核不育育性保持技术，是创新和改革玉米杂交制种技术的关键。生态型核雄性不育其育性转换主要受温度或光照长度等生态条件控制，在特定生态条件下可作为不育系，在另外的生态条件下又可以作为保持系自交繁殖不育系，实现不育系的保持，通过一系两用配合恢复系即可实现两系杂交制种。目前，两系法制种技术在水稻杂交制种中有一定面积的成功应用，主要归功于在水稻中发现了一系列生态核雄性不育材料，特别是温敏核不育
材料的发现和利用。而玉米两系制种技术目前仅处于探索阶段，其限制因素在于发现的玉米生态型核雄性不育材料少，育性转换不彻底、不稳定。因此，搜集、创制、筛选新的适用于玉米两系制种技术的新材料或新位点可加快玉米杂交制种技术创新。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供与玉米雄花颖壳闭合突变性状连锁的分子标记及应用，以解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供的突变体ctg1以及与该突变体紧密连锁的显性分子标记ctgMarker，为玉米两系杂交制种技术提供了材料基础，并加快了玉米杂交制种技术的创新。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]技术方案一：一种与ctg1突变性状紧密连锁的分子标记，所述分子标记的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。
[0008]技术方案二：一种用于扩增所述分子标记的引物对，所述引物对的核苷酸序列如SEQ ID NO：2
‑
3所示。
[0009]技术方案三：一种所述的引物对在扩增所述的分子标记中的应用。
[0010]进一步地，所述扩增的体系为：7.5μL的2
×
PCRMix、浓度为10μM的上下游引物各0.3μL、浓度为50
‑
200ng/μL的DNA溶液1.5μL和ddH2O 5.4μL。
[0011]进一步地，所述扩增的程序为：第一步：94℃预变性5min；第二步：94℃变性30s，第三步：58℃退火30s，第四步：72℃延伸30s；重复第二步到第四步，共计35个循环；最后72℃孵育2min，结束程序。
[0012]技术方案四：一种所述的分子标记或所述的引物对在玉米遗传改良中的应用。
[0013]技术方案五：一种所述的分子标记或所述的引物对在玉米两系杂交制种中的应用。
[0014]技术方案六：一种所述的分子标记或所述的引物对在雄性不育制种中的应用。
[0015]技术方案七：一种所述的分子标记或所述的引物对在辅助选择玉米雄花颖壳闭合性状中的应用。
[0016]本专利技术公开了以下技术效果：
[0017](1)本专利技术通过遗传分析，明确玉米雄花颖壳闭合突变体ctg1的性状受单个核基因控制，表现为隐性遗传。结果显示：突变体ctg1在整个开花期雄穗小花颖壳完全闭合，无花药外露，不散粉，而突变基因ctg1对其他农艺性状没有影响，可做不育系用于雄性不育制种。且外施农用生长调节剂赤霉酸可促进突变体雄花颖壳正常开裂、花药正常散粉、自交正常结实，可实现ctg1突变体繁殖。本专利技术所提供的玉米雄花颖壳闭合突变体ctg1可为玉米两系杂交制种技术提供材料基础。
[0018](2)本专利技术通过多态性分子标记定位技术，将突变体ctg1定位于玉米9号染色体多态性分子标记M25和M21之间，区间为80,198,015
‑
81,858,013(参考基因组为B73RefGen_v4)。进一步通过多态性分子标记开发，获得一个与该突变性状紧密连锁的显性分子标记ctgMarker，该显性分子标记ctgMarke可用于在其他自交系中快速转育ctg1突变性状，进一步克隆ctg1突变基因后，则可利用基因定点编辑技术快速完成其他材料中突变性状的形成，进而促进ctg1突变性状在玉米两系杂交制种中的应用。
附图说明
[0019]为了更清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种与ctg1突变性状紧密连锁的分子标记，其特征在于，所述分子标记的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。2.一种用于扩增权利要求1所述分子标记的引物对，其特征在于，所述引物对的核苷酸序列如SEQ ID NO：2
‑
3所示。3.一种如权利要求2所述的引物对在扩增权利要求1所述的分子标记中的应用。4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述扩增的体系为：7.5μL的2
×
PCR Mix、浓度为10μM的上下游引物各0.3μL、浓度为50
‑
200ng/μL的DNA溶液1.5μL和ddH2O5.4μL。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：曹墨菊，李川，汪静，袁鹏，夏远燕，易洪杨，余涛，荣廷昭，兰海，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：