System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效QTL基因及其应用制造技术_技高网

一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效QTL基因及其应用制造技术

技术编号:41210204 阅读:7 留言:0更新日期:2024-05-09 23:32
本发明专利技术提供了一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效QTL基因及其应用。所述玉米抗盐相关QTL基因的核苷酸序列为SEQ ID NO.1所示;该基因编码的蛋白定位于细胞质膜,并在根部皮层细胞有表达。盐胁迫下介导根部对Cl<supgt;‑</supgt;的吸收及积累,进而抑制根中NO<subgt;3</subgt;<supgt;‑</supgt;的吸收,降低地上部NO<subgt;3</subgt;<supgt;‑</supgt;/Cl<supgt;‑</supgt;比值和负调控植物耐盐。在此抗盐QTL基因3’‑UTR上鉴定到一个在抗盐、盐敏感自交系间存在差异的插入/缺失标记;其与玉米地上部NO<subgt;3</subgt;<supgt;‑</supgt;/Cl<supgt;‑</supgt;比值和耐盐性存在连锁,可作为玉米耐盐性评估的分子标记。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于农业基因工程领域,具体地,本申请提供了一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效qtl基因及其应用。


技术介绍

1、盐胁迫是农业生态环境中常见的非生物胁迫之一,它严重抑制作物生长发育、降低农产品的产量和品质。随着气候变化和人类活动,全球耕地盐渍化问题正面临进一步恶化的风险。我国也存在较为严重的耕地盐渍化问题,据统计我国约有15亿亩盐碱地,主要分布在东北、华北、西北和滨海地区,特别在北方粮食主产区耕地盐渍化问题较其他地区更为严重,这严重威胁我国粮食产量的提高和粮食安全。因此,通过土壤改良、培育耐盐碱农作物等策略对盐渍化土地进行合理利用,对维持我国农业生产的可持续发展有重要意义。

2、玉米作为我国主要的粮食和饲料作物,对盐胁迫较为敏感。研究表明不同玉米自交系的耐盐性之间存在显著差异,且这种差异是由多基因控制的数量性状。近年来在玉米产量改良发面取得了许多进展,显著提高了玉米杂交种的产量和品质,但在抗逆改良方面,进展还不是特别理想,特别是抗盐方面,挖掘得到的优良抗盐等位基因还比较有限(yangetal.,2023;liang et al.,2023)。因此,利用qtl和gwas等遗传分析方法对玉米中抗盐相关基因进行挖掘并开发其分子标记对培育耐盐碱玉米新品种具有重要的意义。

3、植物在盐胁迫条件下,根系会吸收过多的na+和cl-,导致离子毒害,进而影响植物的光合效率和正常生长(munns and tester,2008;van zelm et al.,2020)。已有的研究通过利用qtl或gwas等方法鉴定到一些调控基因,参与玉米中na+和cl-稳态维持和促进耐盐。如zmhkt1;1、zmhak4、zmmate29和zmhkt1;2。此外,研究发现盐胁迫可以抑制玉米对no3-的吸收,但具体的分子机制仍不清楚(hessini et al.,2019)。no3-作为玉米生长发育中所需氮素的主要来源,其缺乏会严重影响玉米的产量。故氮肥在我国被大量的使用去增加玉米的产量,而盐渍化土壤中由于过高cl-对玉米根部no3-吸收的抑制,导致氮肥利用率显著降低,造成大量的资源浪费和环境污染。因此,克隆调控玉米地上部no3-/cl-稳态维持和抗盐主效qtl基因,对提高玉米耐盐和产量具有重要的意义。


技术实现思路

1、一方面,本申请提供了一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效qtl基因,其核苷酸序列为seq id no.1。

2、该基因位于1号染色体109,418kb-109,421kb的位置。

3、另一方面,本申请提供了上述一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效qtl基因所编码的蛋白,其氨基酸序列为seq id no.2。

4、该蛋白定位于细胞质膜,并在根部皮层细胞有表达;盐胁迫下介导根部对cl-的吸收及积累,进而抑制根中no3-的吸收,降低地上部no3-/cl-比值和负调控植物耐盐。

5、另一方面,本申请提供了上述一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效qtl基因或者上述一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效qtl基因所编码的蛋白在调控玉米耐盐性中的应用。

6、进一步地,所述应用中敲除或抑制上述一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效qtl基因表达,或者降低上述一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效qtl基因所编码的蛋白的水平或活性,从而提高玉米耐盐性。

7、进一步地,所述应用中使用crspr-cas9方法敲除上述一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效qtl基因。

8、另一方面,本申请提供了一种玉米阴离子稳态维持和抗盐的分子标记,其为位于玉米1号染色体的chr:109418604-109418336的核酸片段。

9、另一方面,本申请提供了评估玉米抗盐性的方法,所述方法包括以待测玉米的基因组dna为模板扩增上述分子标记,并根据扩增片段长度来判断玉米耐盐性。

10、进一步地,使用核苷酸序列为seq id no.9和seq id no.10的引物对来扩增上述分子标记。

11、进一步地,如果扩增片段长度为273bp(seq id no.3),则待测玉米为抗盐型;如果扩增片段为271b(seq id no.4),则待测玉米为盐敏感型。

12、本专利技术提供了一种新的调控玉米地上部no3-/cl-稳态维持和抗盐主效qtl及其基因zmncr1,并在基因3’-utr上鉴定到一个在抗盐、盐敏感自交系间存在差异的插入/缺失标记。该标记与玉米地上部no3-/cl-比值和耐盐性存在连锁,可作为玉米耐盐性评估的分子标记。本专利技术还提供了一种用于检测本专利技术的玉米抗盐分子标记的引物对和试剂盒。

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【技术保护点】

1.一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效QTL基因,其特征在于,所述调控玉米离子稳态维持和抗盐主效QTL基因的核苷酸序列为SEQ ID NO.1。

2.根据权利要求1所述的一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效QTL基因所编码的蛋白,其特征在于,所述蛋白的氨基酸序列为SEQ ID NO.2。

3.根据权利要求1所述的一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效QTL基因或者根据权利要求2所述的蛋白在调控玉米耐盐性中的应用。

4.根据权利要求3所述的应用,所述应用中敲除或抑制上述玉米阴离子稳态维持和抗盐主效QTL基因表达,或者降低上述玉米阴离子稳态维持和抗盐主效QTL基因所编码的蛋白的水平或活性,从而提高玉米耐盐性。

5.根据权利要求4所述的应用,所述应用中使用CRSPR-Cas9方法敲除上述玉米阴离子稳态维持和抗盐主效QTL基因。

6.玉米阴离子稳态维持和抗盐的分子标记,其特征在于,所述分子标记为位于玉米1号染色体的chr:109418604-109418336的核酸片段。

7.评估玉米抗盐性的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒包含核苷酸序列为SEQ ID NO.9和SEQ ID NO.10的引物对,用于扩增根据权利要求6所述的分子标记。

8.评估玉米抗盐性的方法,所述方法包括以待测玉米的基因组DNA为模板扩增上述分子标记,并根据扩增片段长度来判断玉米耐盐性。

9.根据权利要求8所述的方法,其中使用核苷酸序列为SEQ ID NO.9和SEQ ID NO.10的引物对来扩增上述分子标记;如果扩增片段长度为273bp,则待测玉米为抗盐型;如果扩增片段为271b,则待测玉米为盐敏感型。

10.根据权利要求7所述的试剂盒或者根据权利要求8或9所述的方法在抗盐玉米育种中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效qtl基因,其特征在于,所述调控玉米离子稳态维持和抗盐主效qtl基因的核苷酸序列为seq id no.1。

2.根据权利要求1所述的一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效qtl基因所编码的蛋白,其特征在于,所述蛋白的氨基酸序列为seq id no.2。

3.根据权利要求1所述的一种玉米阴离子稳态维持和抗盐主效qtl基因或者根据权利要求2所述的蛋白在调控玉米耐盐性中的应用。

4.根据权利要求3所述的应用,所述应用中敲除或抑制上述玉米阴离子稳态维持和抗盐主效qtl基因表达,或者降低上述玉米阴离子稳态维持和抗盐主效qtl基因所编码的蛋白的水平或活性,从而提高玉米耐盐性。

5.根据权利要求4所述的应用,所述应用中使用crspr-cas9方法敲除上述玉米阴离子稳态维持和抗盐主效qtl基因。

6.玉米...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋才富王艺桥
申请(专利权)人:中国农业大学
类型:发明
国别省市:

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