专利名称：高赖氨酸玉米ssr分子标记辅助选择育种方法
技术领域：
本发明涉及作物育种领域，具体涉及一种高赖氨酸玉米SSR分子标记辅助选择育 种方法。
背景技术：
自从1964年Mertz等人发现opaque-2基因能够显著提高玉米籽粒中的赖氨酸和色氨酸含量以来，各国的育种家都相继投入到优质蛋白玉米育种中，但是，多年来并未出现理想中的有大批的优良优质蛋白玉米品种运用到生产实践中。这是因为优质蛋白玉米种质资源相对贫乏，很难直接组配单交种，育种家们大多是运用高赖氨酸的种质，通过回交转育的手段将普通玉米自交系转化成高赖氨酸的近等基因系。但实践证明由普通玉米转化而来的这些近等基因系发生了一系列的变化，如出现了容重降低，胚乳粉质程度增加，出苗速度慢，容易感染病虫害等。近年来，育种家们对转育成的高赖氨酸玉米自交系与普通玉米自交系的差异以及田间性状和配合力均有研究，但是，还未见到有关高赖氨酸玉米近等基因系的创建及胚乳质地变异的详细报道。Schmidth (1987)和 Motto (1988)利用转座子 SPM 和 AC 调出了 O2 基因； Maddaloni (1989)克隆了 O2基因的全序列。O2基因的分离与克隆，为分子标记在优质蛋白玉米育种中的应用提供了条件。Kata等(1994)利用cDNA探针和Hind III酶切相结合，建立了 O2基因的RFLP分子标记，能够较精确地鉴定0202、02o2和O2O2基因型，但操作技术复杂繁琐，费用较高。Pioneer公司和Missour大学开发出3对O2基因的SSR引物Phi057、Phill2 和umcl066。中国农业科学院作物科学研究所利用Phi057结合Phill2，建立了优质蛋白玉米分子标记辅助选择的策略，在利用分子标记进行检测追踪的同时，通过不同轮次的回交和自交，获得遗传背景不同的QPM自交系。中国农业科学院姜伟、李新海等利用[(CA335X黄早4) XCA335]回交群体和标记 Phi057建立了优质蛋白玉米标记辅助选择技术体系。他们的研究结果表明，在已经开发出的三个O2基因微卫星标记中，umcl066在所用的实验材料中未检测出多态型(对此他们也曾怀疑从网上查到的引物序列与其真实序列有出入，或者是与试验材料或扩增条件有关)， 认为在由QPM和普通玉米自交系组配的群体中选择O2O2纯和基因型个体时，Phi057是目前最佳的选择标记。运用回交的手段，对一些优良自交系的个别缺点进行改良是选育自交系十分有效的措施。自从1964年Mertz等人发现opaque-2基因能够显著提高玉米籽粒中的赖氨酸和色氨酸含量以来，各国的育种家相继投入到优质蛋白玉米育种中，但是，多年来并未出现理想中的有大批的优良优质蛋白玉米品种运用到生产实践中。这是因为优质蛋白玉米种质资源相对贫乏，很难直接组配单交种。为了拓宽种质基础，育种家们尝试采用高赖氨酸的种质，通过回交转育的手段将普通玉米自交系转化成高赖氨酸的近等基因系，这是丰富优质蛋白玉米遗传基础的有效途径。但O2基因是隐性基因，常规育种方法将普通自交系转育成 QPM近等基因系，回交一代必须自交一代，测定赖氨酸含量后，再进行回交，一般需要回交和自交各5代以上，最后再自交3 4代，育种周期很长，赖氨酸测定费用费用高、效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种育种周期短、效率高的高赖氨酸玉米SSR分子标记辅助选择育种方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种高赖氨酸玉米SSR分子标记辅助选择育种方法，包括以下步骤(1)选取材料选择目前生产上主栽品种的重要亲本与QPM系CA339、CA042组配的3个组合，回交组建回交群体，进行连续回交，且从回交第2代开始进行O2基因的筛选选择继续回交的单株；(2) opaque-2基因SSR分子标记鉴定根据O2基因序列分析，采用SSR弓丨物 phi057、phi 112 ^P umcl066进行DNA提取、PCR扩增；三个引物序列如表1，引物序列来自 MAIZEDATABASE,由北京 BioAsia 公司合成。表1引物序列
权利要求
1.一种高赖氨酸玉米SSR分子标记辅助选择育种方法，包括以下步骤(1)选取材料选择目前生产上主栽品种的重要亲本与QPM系CA339、CA042组配的3 个组合，回交组建回交群体，进行连续回交，且从回交第2代开始进行O2基因的筛选选择继续回交的单株；(2)opaque-2基因SSR分子标记鉴定根据O2基因序列分析，采用SSR引物phi057、 phi 112 禾口 umcl066 进行 DNA 提取、PCR 扩增；(3)SSR分子标记回交育种创建近等基因系第一季以普通玉米自交系为母本与高赖氨酸供体亲本CA339、CA042杂交，得到F1 ；第二季以普通玉米做轮回亲本回交，得到BC1F1 ；第三季按穗行种下BC1F1，每个群体挑选农艺性状较好，遗传背景接近相应轮回亲本的100个单株挂牌取样，提DNA，检测基因型，得到成功转入了 O2基因的单株后，继续回交得到 BC2F1 ；第四季按穗行种下BC2F1，同样每个群体再挑选农艺性状较好，遗传背景接近相应轮回亲本的单株挂牌取样，提DNA，检测基因型，选取已经成功转入了 O2基因的单株，再自交2 代；(4)基因型SSR分子标记鉴定直接观察玉米胚乳外部形态、统计各种结构类型，并且选用O2基因内3个标记，对转化后材料基因型SSR分子标记鉴定，O2基因转化成功后即得高赖氨酸近等基因系。
2.根据权利要求1所述的高赖氨酸玉米SSR分子标记辅助选择育种方法，其特征在于， 所述回交群体为(郑 58XCA339) X 郑 58、(昌 7-2 X CA042) X 昌 7-2 和(掖 478XCA042) X 掖 478。
全文摘要
本发明涉及一种高赖氨酸玉米SSR分子标记辅助选择育种方法。该方法采用回交转育与分子标记相结合的手段，成功创建了高赖氨酸近等基因系QZ58、Q478和QC72。运用这种SSR分子标记辅助选择方法在回交一代后，利用与o2基因内的SSR分子标记即可检测出哪些单株含有o2基因，不需要自交就可以回交第二代，因此育种周期短、费用低、效率高。本发明方法可以针对不同育种目标要求，通过对回交后代苗期叶片进行基因型检测；同时，它不受环境条件影响，结合南繁加代，可以在较短的时间内将目标基因转入优良材料中去。
文档编号C12Q1/68GK102154449SQ20101060570
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者卢彩霞, 岳润清, 朱卫红, 王延召, 铁双贵, 齐建双 申请人:河南省农业科学院