用于选择玉米中降低的谷物水分的组合物和方法

用于选择玉米中降低的谷物水分的组合物和方法
【专利摘要】本发明涉及用于鉴定和选择具有降低的谷物水分的玉米植物、包括检测9号染色体上的标记等位基因的方法和组合物。通过本发明的方法产生的玉米植物也是本发明的特征。
【专利说明】用于选择玉米中降低的谷物水分的组合物和方法
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求2012年2月23日提交的美国临时申请61/602, 188的权益，其全部内 容以引用方式并入本文。

【技术领域】
[0003] 本公开涉及在具有降低的谷物水分的玉米植物的选择中有用的组合物和方法。

【背景技术】
[0004] 谷物水分对于玉蜀黍（ZeamaysL.)的生产和育种非常重要。低的（或降低的） 谷物水分减小了人工干燥的经济影响，并且允许较早地收获，这使得种植者能够在较早的 日期获得该作物较高的价格并减少作物在妨碍收获操作的不利天气和田间条件中的暴露 (Sweeney等人（1994)CropSci34:391-396)。较温暖的温度和较低的湿度有利于玉米粒 的快速野外干燥。然而，在中季至短季环境中，收获时节经常存在温度降低和湿度升高的特 征。因此，以更高的速率干燥的具有优异产能的杂交种是高度合乎期望的。
[0005] 历史上，用以产生具有降低的谷物水分的杂交种的近交系的选择已通过直接测量 谷物水分进行。然而，一些研究已提出，谷物水分还能够通过测量诸如田间谷物干燥速率 (FDR) (Sala等人（2006)TheorApplGenetll2 :462_471)或谷壳衰老（Sweeney等人（1994) CropSci34:391-396)的性状被间接地选择。吐丝日期和黑层的形成在一些研究中也被 发现与谷物水分显著相关；然而，其他研究显示了有限的关联（Sweeney等人（1994)Crop Sci34 :391-396)。任何表型选择方法的使用能够需要大量的资源并且是有些不精确的，环 境因素以及不同农学性状之间的复杂关联使得选择复杂化。
[0006] 通过使用与降低的谷物水分相关联的分子标记进行的选择允许单独基于子代的 遗传组成的选择。因此，植物育种能够更快地进行，从而在相对短的时间内产生具有降低的 谷物水分的商业上可接受的玉米植物。因此，希望提供用于鉴定和选择具有降低的谷物水 分的玉米植物的组合物和方法。这些植物能够被用于育种程序，以产生以更快的速率干燥 的高产杂交种。
[0007] 针对谷物水分的数量性状位点（QTL)已被报道位于9号染色体上（Frascaroli 等人（2007)Genetics 176:625-644 ;Sala 等人（2005)Theor Appl Genet 112:462-471; Blanc等人（2〇〇6)Theor Appl Genet ll3:2〇6_224;Moreau等人（ 2〇04)Theor Appl Genet 110 :92-105 ;Lu 等人（2003) Theor Appl Genet 107 :494-502 ;Austin 等人（2000) Crop Sci. 40 ：30-39)〇


【发明内容】

[0008] 本文提供了用于针对谷物水分选择玉米植物的组合物和方法，包括用于鉴定和选 择具有降低的谷物水分的玉米植物的组合物和方法。
[0009] 在一个实施例中，展示了用于鉴定和/或选择具有降低的谷物水分的玉米植物的 方法，在其中标记等位基因在玉米植物中被选择。所述标记位于9号染色体上，在单一减数 分裂图谱上在72-79cM处，在IBM2图谱上在200. 4-230. 6cM处；并且该标记的等位基因与 降低的谷物水分相关联。然后鉴定和/或选择了具有与降低的谷物水分相关联的一种或多 种标记等位基因的玉米植物。所述玉米植物可以是坚杆综合（StiffStalkSynthetic)杂 交优势群中的近交系，或者可以是来源于坚杆综合杂交优势群中的近交系的子代植物。
[0010] 在一个方面，所述标记是PHM18206、PHM9929、PHM6726、PHM4910、PHM6667、PHM229、 PHM6567、PHM5208、PHM15758、PHM14370、PHM3159、PHM17246、或PHM4691。
[0011] 在另一方面，所述标记检测单核苷酸多态性（SNP)。所述SNP多态性可以是 PHM18206-5、PHM9929-8、PHM6726-10、PHM4910-5、PHM6667-11、PHM229-15、PHM6567-10、 PHM5208-11、PHM15758-6、PHM14370-9、PHM3159-14、PHM17246-16、或PHM4691-9。
[0012] 在另一方面，所述等位基因是PHM18206-5处的"T"，PHM9929-8处的"T"， PHM6726-10 处的 "A"，PHM4910-5 处的 "G"，PHM6667-11 处的 "T"，PHM229-15 处的 "C"， PHM6567-10 处的 "T"，PHM5208-11 处的 "T"，PHM15758-6 处的 "C"，PHM14370-9 处的 "G"， PHM3159-14 处的 "C"，PHM17246-16 处的 "T"，或PHM4691-9 处的 "T"。
[0013] 在另一个实施例中，展示了用于鉴定和/或选择具有降低的谷物水分的玉米植物 的方法，在其中标记等位基因在玉米植物中被选择。所述标记位于由PHM18206和PHM4910 限定并包括PHM18206和PHM4910的染色体区间；并且该标记的等位基因与降低的谷物水分 相关联。然后鉴定和/或选择了具有与降低的谷物水分相关联的一种或多种标记等位基因 的玉米植物。所述玉米植物可以是坚杆综合杂交优势群中的近交系，或者可以是来源于坚 杆综合杂交优势群中的近交系的子代植物。
[0014] 在一个方面，所述标记是PHM18206、PHM9929、PHM6726、PHM4910、PHM6667、PHM229、 PHM6567、PHM5208、PHM15758、PHM14370、PHM3159、PHM17246、或PHM4691。
[0015] 在另一方面，所述标记检测SNP多态性。所述SNP多态性可以是PHM18206-5、 PHM9929-8、PHM6726-10、PHM4910-5、PHM6667-11、PHM229-15、PHM6567-10、PHM5208-11、 PHM15758-6、PHM14370-9、PHM3159-14、PHM17246-16、或PHM4691-9。
[0016] 在另一方面，所述等位基因是PHM18206-5处的"T"，PHM9929-8处的"T"， PHM6726-10 处的 "A"，PHM4910-5 处的 "G"，PHM6667-11 处的 "T"，PHM229-15 处的 "C"， PHM6567-10 处的 "T"，PHM5208-11 处的 "T"，PHM15758-6 处的 "C"，PHM14370-9 处的 "G"， PHM3159-14 处的 "C"，"T" 在PHM17246-16 处的 "T"，或PHM4691-9 处的 "T"。
[0017] 在另一个实施例中，展示了用于鉴定和/或选择具有降低的谷物水分的玉米植物 的方法，在其中标记等位基因在玉米植物中被选择。所述标记位于9号染色体上，在单一减 数分裂图谱上在93-98cM处，在IBM2图谱上在317-323cM处；并且该标记的等位基因与降 低的谷物水分相关联。然后鉴定和/或选择了具有与降低的谷物水分相关联的一种或多种 标记等位基因的玉米植物。所述玉米植物可以是坚杆综合杂交优势群中的近交系，或者可 以是来源于坚杆综合杂交优势群中的近交系的子代植物。
[0018] 在一个方面，所述标记是PHM10270、PHM4598、PHM14092、PHM18292、PHM3507、 PHM3004、或PHM14122。
[0019] 在另一方面，所述标记检测SNP多态性。所述SNP多态性可以是PHM10270-13、 PHM4598-22、PHM14092-77、PHM18292-9、PHM3507-13、PHM3004-13、或PHM14122-22。
[0020] 在另一方面，所述等位基因是PHM10270-13处的"C"，PHM4598-22处的"C"， PHM14092-77 处的 "C"，PHM18292-9 处的 "A"，PHM3507-13 处的 "G" 或 "A"，PHM3004-13 处 的 "G"，或PHM14122-22 处的 "G"。
[0021] 在另一个实施例中，展示了用于鉴定和/或选择具有降低的谷物水分的玉米植物 的方法，在其中标记等位基因在玉米植物中被选择。所述标记位于由PHM4598和PHM14092 限定并包括PHM4598和PHM14092的染色体区间；并且该标记的等位基因与降低的谷物水分 相关联。然后鉴定和/或选择了具有与降低的谷物水分相关联的一种或多种标记等位基因 的玉米植物。所述玉米植物可以是坚杆综合杂交优势群中的近交系，或者可以是来源于坚 杆综合杂交优势群中的近交系的子代植物。
[0022] 在一个实施例中，所述标记是PHM10270、PHM4598、PHM14092、PHM18292、PHM3507、 PHM3004、或PHM14122。
[0023] 在另一方面，所述标记检测SNP多态性。所述SNP多态性可以是PHM10270-13、 PHM4598-22、PHM14092-77、PHM18292-9、PHM3507-13、PHM3004-13、或PHM14122-22。
[0024] 在另一方面，所述等位基因是PHM10270-13处的"C"，PHM4598-22处的"C"， PHM14092-77 处的 "C"，PHM18292-9 处的 "A"，PHM3507-13 处的 "G" 或 "A"，PHM3004-13 处 的 "G"，或PHM14122-22 处的 "G"。
[0025] 在另一个实施例中，展示了用于鉴定和/或选择具有降低的谷物水分的玉米植物 的方法，在其中单倍型在玉米植物中被选择。所述单倍型能够包含：PHM9929-8处的"T"， PHM6667-11 处的 "T"，PHM229-15 处的 "C"，PHM6567-10 处的 "T"，PHM5208-11 处的 "T"， PHM15758-6 处的 "C"，PHM14370-9 处的 "G"，PHM3159-14 处的 "C"，和PHM17246-16 处的 "T"。具有该单倍型的玉米植物被鉴定和/或选择。
[0026] 在另一个实施例中，展示了用于鉴定和/或选择具有降低的谷物水分的玉米植物 的方法，在其中单倍型在玉米植物中被选择。所述单倍型能够包含：PHM10270-13处的"C"， PHM4598-22 处的 "C"，PHM14092-77 处的 "C"，PHM18292-9 处的 "A"，PHM3507-13 处的 "G" 或"A"，PHM3004-13处的"G"，和PHM14122-22处的"G"。具有该单倍型的玉米植物被鉴定 和/或选择。所述玉米植物可以是坚杆综合杂交优势群中的近交系，或者可以是来源于坚 杆综合杂交优势群中的近交系的子代植物。
[0027] 在另一个实施例中，包括了通过上文所述的任何方法鉴定和/或选择的玉米植 物。
[0028] 在另一个实施例中，展示了在基因组中包含由下列组成的单倍型的玉米植物： PHM9929-8 处的 "T"，PHM6667-11 处的 "T"，PHM229-15 处的 "C"，PHM6567-10 处的 "T"， PHM5208-11 处的 "T"，PHM15758-6 处的 "C"，PHM14370-9 处的 "G"，PHM3159-14 处的 "C"， 和PHM17246-16处的"T";与不具有所述单倍型的玉米植物或子代植物进行比较时，所述玉 米植物表现出降低的谷物水分。所述玉米植物可以是坚杆综合杂交优势群中的近交系，或 者可以是来源于坚杆综合杂交优势群中的近交系的子代植物。
[0029] 在另一个实施例中，展示了在基因组中包含由下列组成的单倍型的玉米植物： PHM10270-13 处的"C"，PHM4598-22 处的"C"，PHM14092-77 处的"C"，PHM18292-9 处的"A"， PHM3507-13 处的 "G" 或 "A"，PHM3004-13 处的 "G"，和PHM14122-22 处的 "G" ；与不具有所 述单倍型的玉米植物或子代植物进行比较时，所述玉米植物表现出降低的谷物水分。所述 玉米植物可以是坚杆综合杂交优势群中的近交系，或者可以是来源于坚杆综合杂交优势群 中的近交系的子代植物。
[0030] 在另一个实施例中，提供了使降低的谷物水分QTL等位基因种质渗入至玉米植物 的方法。所述方法包括：筛选具有至少一种标记的群体，以确定来自该群体的一个或多个玉 米植物是否包含与降低的谷物水分QTL等位基因相关联的标记的等位基因，其中所述降低 的谷物水分QTL等位基因包含PHM18206-5处的"T"，PHM9929-8处的"T"，PHM6726-10处 的 "A"，PHM4910-5 处的 "G"，PHM6667-11 处的 "T"，PHM229-15 处的 "C"，PHM6567-10 处的 "T"，PHM5208-11 处的 "T"，PHM15758-6 处的 "C"，PHM14370-9 处的 "G"，PHM3159-14 处的 "C"，PHM17246-16处的"T"，和PHM4691-9处的"T" ；以及从所述群体中选择至少一个包含 与降低的谷物水分QTL等位基因相关联的所述标记基因座的等位基因的玉米植物。所关注 的标记能够位于谷物水分QTL的5cM、2cM、或lcM内。
[0031] 在另一个实施例中，提供了使降低的谷物水分QTL等位基因种质渗入至玉米植物 的方法。所述方法包括：筛选具有至少一种标记的群体，以确定来自该群体的一个或多个 玉米植物是否包含与降低的谷物水分QTL等位基因相关联的所述标记的等位基因，其中所 述降低的谷物水分QTL包含：PHM10270-13 处的 "C"，PHM4598-22 处的 "C"，PHM14092-77 处的 "C"，PHM18292-9 处的 "A"，PHM3507-13 处的 "G" 或 "A"，PHM3004-13 处的 "G"，和 PHM14122-22处的"G";以及从所述群体中选择至少一个包含与降低的谷物水分QTL等位基 因相关联的所述标记基因座的等位基因的玉米植物。所关注的标记能够位于谷物水分QTL 的 5cM、2cM、或lcM内。

【专利附图】

【附图说明】 [0032] 和序列表
[0033] 根据下面的详细描述以及附带的图和序列表可以更充分地理解本发明，这些详细 描述以及附带的图和序列表形成了本申请的一部分。
[0034] 序列描述和对此所附的序列表遵循适用于专利申请中的核苷酸和/或氨基酸序 列公开的规则，如37C.F.R. § 1.821 1.825中所列。序列表包括用于核苷酸序列特征的单 字母编码和用于氨基酸的三字母编码，如遵照Nucleic Acids Res. 13:3021 3030(1985)和 Biochemical J. 219(2) :345 373(1984)中描述的IUPAC IUBMB标准所规定的，上述文献以 引用方式并入本文。用于核苷酸和氨基酸序列数据的符号和格式遵循如37C.F.R. §1.822 所示的规定。
[0035] 图1示出了似然比检验（LRT)的结果，其显示了针对谷物水分（MS)的QTL位置和 经过2年的田间测试，9号染色体上57. 5和97. 8cM之间的产量。带有空圆圈的虚线表示对 于在2009年田间试验中收集的谷物水分数据的似然比检验（LRT)。带有实心方块的虚线表 示对于在2009年田间试验中收集的产量数据的LRT。带有空圆圈的实线表示对于在2010 年田间试验中收集的谷物水分数据的LRT。带有空方块的实线表示对于在2010年田间试验 中收集的产量数据的LRT。
[0036] 图2显示了用于检测与谷物水分相关联的标记的实例3中描述的关联作图分析的 结果。关联作图分析显示了与QTL9-1和QTL9-2重叠的两个峰。x-轴表示基因PHB图谱 (一种内部来源的单一减数分裂图谱）的遗传图谱距离。y_轴表示标记-性状关联的P值。
[0037] SEQIDN0 :1是标记PHM18206的参考序列。
[0038] SEQIDN0 :2是标记PHM6567的参考序列。
[0039] SEQIDNO:3是标记PHM4691的参考序列。
[0040] SEQIDNO:4是标记PHM229的参考序列。
[0041] SEQIDNO:5是标记PHM9929的参考序列。
[0042] SEQIDNO:6是标记PHM3159的参考序列。
[0043] SEQIDN0 :7是标记PHM15758的参考序列。
[0044] SEQIDN0 :8是标记PHM5208的参考序列。
[0045] SEQIDN0 :9是标记PHM6667的参考序列。
[0046] SEQIDN0 :10 是标记 PHM17246 的参考序列。
[0047] SEQIDN0 :11 是标记 PHM14370 的参考序列。
[0048] SEQIDN0 :12是标记PHM6726的参考序列。
[0049] SEQIDN0 :13是标记PHM4910的参考序列。
[0050] SEQIDN0 :14是标记PHM4598的参考序列。
[0051] SEQIDN0 :15是标记PHM3507的参考序列。
[0052] SEQIDN0 :16 是标记 PHM18292 的参考序列。
[0053] SEQIDN0 :17是标记PHM3004的参考序列。
[0054] SEQIDN0 :18 是标记 PHM14122 的参考序列。
[0055] SEQIDN0 :19 是标记 PHM10270 的参考序列。
[0056] SEQIDN0 :20 是标记 PHM14092 的参考序列。
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[0137] SEQIDNO:101 是标记PHM10028 的参考序列。
[0138] SEQIDNO:102是标记PHM741的参考序列。
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[0140] SEQIDNO:104 是标记PHM13089 的参考序列。
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【具体实施方式】
[0217] 就玉米的生产而言，谷物水分是重要的性状。如果谷物在种植者希望收获时过于 潮湿，那么种植者可能不得不将谷物留在田间更长的时间，从而使谷物暴露于能够影响产 量的不利的天气和田间状况。此外，一旦谷物被收获，可能需要人工干燥来达到所期望的 谷物水分水平，这需要能够使用干燥设备、将谷物移动至干燥器的运输、和运行干燥器的动 力。因此，希望鉴定和选择具有降低的谷物水分的玉米植物。
[0218] 本发明提供了展示出与谷物水分统计上显著的共分离的玉米标记基因座。对这些 基因座或附加的连锁基因座的检测能够被用于标记辅助的育种程序中，以产生具有降低的 谷物水分的玉米植物。
[0219] 提供了下列定义以帮助理解本发明。
[0220] 在详细描述本发明之前，应当理解本发明不限于具体的实施例，当然这些实施例 能够改变。还应当了解，本文使用的方法目的仅是为了描述具体实施例，不旨在是限制性 的。如本说明书以及所附权利要求中所用，单数的和单数形式的术语，例如"一个"、"一种" 和"所述"，包括了复数的所指对象，除非文中另有明确说明。因此，例如，提及"植物"、"该 植物"或"一个植物"也包括了多个植物；而且，根据上下文，术语"植物/植物"的使用还能 够包括该植物/植物的遗传上相似的或相同的子代；术语"核酸"的使用实际来看任选地包 括该核酸分子的多个拷贝；相似地，术语"探针"任选地（并且通常）涵盖了许多相似的或 相同的探针分子。
[0221] 除非另外指明，核酸以5'至3'方向从左至右书写。本说明书中提及的数字范 围包括限定了该范围的数值在内，并且包括所限定的范围内的每一整数或任何非整数的部 分。除非另有定义，否则本文所用的所有科技术语的含义与本发明所属领域的普通技术人 员通常理解的一样。尽管与本文所述的那些类似或等同的任何方法和材料均可用于测试本 发明的实践中，但优选的方法和材料是本文所述的那些。在本发明的描述和权利要求中，下 列术语将根据下文所列的定义被使用。
[0222] 术语"等位基因"是指存在于特定基因座的两种或更多种不同的核苷酸序列中的 一种。
[0223] "等位基因频率"是指一种等位基因在一个个体内、一种品系内、或品系的群体内 存在于一个基因座的频率（比例或百分比）。例如，对于等位基因"A"，基因型"AA"、"Aa"、 或"aa"的二倍体个体分别具有1. 0、0. 5、或0. 0的等位基因频率。通过对来自某品系的样 本个体的等位基因频率取平均值，能够估算该品系内的等位基因频率。相似地，通过对组成 群体的品系的等位基因频率取平均值，能够计算该群体内的等位基因频率。对于具有有限 数量的个体或品系的群体，等位基因频率能够被表示为包含该等位基因的个体或品系（或 任何其他特定分组）的数量。
[0224] "扩增子"是经扩增的核酸，例如，通过用任何可用的扩增方法（例如，PCR、LCR、转 录等）扩增模板核酸产生的核酸。
[0225] 术语"扩增"在核酸扩增的上下文中是所选择的核酸的（或从其转录的）附加的 拷贝由此产生的任何过程。典型的扩增方法包括多种基于聚合酶的复制方法，包括聚合酶 链反应（PCR)、基于连接酶的方法如连接酶链反应（LCR)和基于RNA聚合酶的扩增（例如， 转录）方法。
[0226] 术语"组装"应用于BAC以及它们集中到一起以形成DNA的连续片段的倾向。BAC 基于序列对齐"组装"为重叠群，如果该BAC被测序，或通过其BAC指纹与其他BAC的指纹 的对齐。使用互联网上公开可用的玉米基因组浏览器（Maize Genome Browser)能够找到 公开的组装。
[0227] 当等位基因是影响某种性状的表达的DNA序列或等位基因的部分或与其相连接 时，该等位基因与该性状"相关联"。该等位基因的存在是该性状将如何被表达的指示。
[0228] "BAC"，或者叫细菌人工染色体，是来源于天然存在的大肠杆菌（Escherichia coli)的F因子的克隆载体，其自身是能够作为环状质粒存在或者能够被整合进细菌染色 体的DNA元件。BAC能够接受大的DNA插入序列。在玉米中，各自包含来自玉米近交系B73 的玉米基因组DNA的大插入序列的多个BAC已被组装为重叠群（重叠的邻接的基因片段， 或"邻接的DNA"），并且这种组装是互联网上公开地可用的。
[0229] BAC指纹图谱是基于特定限制性位点（限制性位点是被切割或"限制"DNA的酶识 别的核苷酸序列）的存在或不存在，分析多个DNA样品之间的相似性的方法。用相同组合 的限制性酶消化两种或更多种BAC样品，并比较（通常使用凝胶分离）所形成的片段的大 小。
[0230] "回交"是指杂交子代重复地与亲本之一杂交的过程。在回交方案中，"供体"亲 本是指具有有待种质渗入的所期望的基因、基因座、或特定表型的亲本植物。"受体"亲本 (使用一次或多次）或"轮回"亲本（使用两次或更多次）是指基因或基因座被种质渗入 至其中的亲本植物。例如，参见Ragot，M?等人（1995)Marker_assistedbackcrossing: apracticalexample,TechniquesetUtilisationsdesMarqueursMoleculairesLes Colloques，第 72 卷，第 45-56 页，和Openshaw等人（1994)Marker-assistedSelectionin BackcrossBreeding，AnalysisofMolecularMarkerData，第 41-43 页。初始的杂交产 生了F1代；术语"BC1"从而指轮回亲本的第二次使用，"BC2"指轮回亲本的第三次使用，以 此类推。
[0231] 厘摩（"cM"）是重组频率的量度单位。一cM等于在一个基因座的标记由于经过 一代的杂交而将与第二个基因座的标记分离的1%的可能性。
[0232] 如本文所用，术语"染色体区间"指的是在植物中存在于单条染色体上的基因组DNA的连续线性区段。位于单个染色体区间的遗传元件或基因是物理上连锁的。染色体区 间的大小没有特定的限制。在一些方面，位于单个染色体区间内的遗传元件是遗传上连锁 的，通常具有，例如，小于或等于20cM，或者小于或等于10cM的遗传重组距离。即，位于单个 染色体区间内的两个遗传元件以小于或等于20%或10%的频率发生重组。
[0233] "染色体"是包含许多基因的单独的一段盘绕的DNA，这些基因在细胞分裂过程中 作为一个整体起作用和移动并因此能够被称为是连锁的。其还能够被称作"连锁群"。
[0234] 在本专利申请中，短语"紧密连锁"是指在两个连锁的基因座之间的重组具有等于 或小于10%的频率（S卩，在遗传图谱上分隔不超过10cM)。换句话说，紧密连锁的基因座至 少90%的时候共分离。当标记基因座表现出与所期望的性状（例如，降低的谷物水分）共 分离的显著可能性（连锁）时，它们在本发明中是尤其有用的。紧密连锁的基因座，如标记 基因座和第二基因座，能够表现出10%或更低、优选约9%或更低、更优选约8%或更低、更 优选约7 %或更低、更优选约6 %或更低、更优选约5 %或更低、更优选约4 %或更低、更优选 约3%或更低、以及更优选约2%或更低的基因座间重组频率。在高度优选的实施例中，相 关的基因座表现出约1 %或更低的重组频率，例如，约0. 75%或更低、更优选约0. 5%或更 低、或更优选约0.25%或更低。以使得两个基因座之间的重组以小于10% (例如，约9%、 8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0. 75%、0. 5%、0. 25%、或更低）的频率发生的距离 位于相同染色体上的这样两个基因座，也被称为是彼此"邻近的"在一些情况下，两个不同 的标记能够具有相同的遗传图谱坐标。在这样的情况下，这两个标记彼此是如此地紧邻，使 得它们之间的重组以低至不可检测的频率发生。
[0235] 术语"互补序列"是指与给定的核苷酸序列互补的核苷酸序列，即，上述序列基于Watson-Crick碱基配对规则相关联。
[0236] 术语"连续的DNA"是指表现为部分重叠的片段或重叠群的基因组DNA的不间断的 区段。
[0237] 当涉及两种遗传元件（例如对谷物水分有贡献的遗传元件与邻近的标记）之间的 关系时，"偶联"态连锁是指位于谷物水分基因座处的"有利的"等位基因与相应的连锁的标 记基因座的"有利的"等位基因在同一染色体链上物理上相关联的状态。在偶联态中，两个 有利的等位基因一起被继承了该染色体链的子代继承。
[0238] 术语"杂交的"或"杂交"是指有性杂交并且涉及两种单倍体配子通过授粉作用融 合，以产生二倍体子代（例如，细胞、种子或植物）。该术语既涵盖了一株植物被另一株授 粉，也涵盖了被其自身授粉（或自体授粉，例如，当花粉和胚珠来自同一植物时）。
[0239] 本文称为"二倍体"的植物具有两套（基因组的）染色体。
[0240] 本文称为"双单倍体"的植物是通过使单倍体的一套染色体（即，正常染色体数量 的一半）加倍开发的。双单倍体植物具有两套相同的染色体，全部的基因座均被认为是纯 合的。
[0241] "优良品系"是从育种和针对优异的农学性能进行的选择中产生的任何品系。
[0242] "外来玉米株系"或"外来玉米种质"是来源于不属于可得的优良玉米品系或种质 的株系的玉米植物的株系。在两个玉米植物或种质的株系杂交的情况下，外来种质在亲缘 上不与与其杂交的优良种质密切相关。最常见地，外来种质不来源于任何已知的玉米优良 品系，而是被选择为将新的遗传元件（通常为新的等位基因）引入育种程序。
[0243] "有利的等位基因"是赋予或有助于农学上期望的表型（例如，降低的谷物水分） 的、以及允许对具有该农学上期望的表型的植物的鉴定的位于特定基因座的等位基因。标 记的有利的等位基因是与有利的表型一起分离的标记等位基因。
[0244] "片段"旨在表示核苷酸序列的部分。使用本文所公开的方法，片段能够被用作杂 交探针或PCR引物。
[0245] "遗传图谱"是对给定物种内的一条或多条染色体（或连锁群）上的基因座之间 的遗传连锁关系的描述，通常表示为图或表格形式。对于每一遗传图谱，基因座之间的距离 是通过它们的等位基因在群体内一起出现有多频繁（它们的重组频率）测量的。利用DNA 或蛋白质标记、或可观察的表型，能够检测等位基因。遗传图谱是作图群体、所使用的标记 类型、以及不同群体之间每一标记的多态性可能性的产物。在一个遗传图谱与另一个之间， 基因座之间的遗传距离能够是不同的。然而，利用共有的标记，能够使信息在一个图谱与另 一个之间相关联。本领域的普通技术人员能够使用共有的标记位置来鉴定各个遗传图谱上 所关注的标记和其他基因座的位置。基因座的顺序在图谱之间应当是不变的，然而由于，例 如，标记在不同的群体中检测替代性的重复基因座、用于对标记排序的统计学方法的差异、 新的突变或实验误差，经常存在标记顺序的小的变化。
[0246] "遗传图谱位置"是在遗传图谱上相对于相同连锁群上的周围的遗传标记的位置， 其中特定的标记能够见于给定的物种中。
[0247] "遗传作图"是通过遗传标记、标记的群体分离、以及重组频率的标准遗传学原理 的使用，限定基因座的连锁关系的过程。
[0248] "遗传标记"是在群体中具有多态性的核酸，其等位基因能够通过一种或多种分析 方法（例如限制性片段长度多态性、扩增片段长度多态性、同功酶、单核苷酸多态性、简单 重复序列等）被检测和区分。该术语还指与基因组序列互补的核酸序列，例如用作探针的 核酸。对应于群体的成员之间的遗传多态性的标记能够通过本领域中已很好地建立的方 法被检测。这些方法包括，例如，基于PCR的序列特异性扩增方法、限制性片段长度多态性 (RFLP)的检测、同功酶标记的检测、通过等位基因特异性杂交（ASH)对多核苷酸多态性的 检测、对植物基因组的经扩增的可变序列的检测、对自主的序列复制的检测、对简单重复序 列（SSR)的检测、对单核苷酸多态性（SNP)的检测、或对扩增片段长度多态性（AFLP)的检 测。对于表达序列标签（EST)和来源于EST序列的SSR标记以及随机扩增多态性DNA(RAPD) 的检测，已很好地建立的方法也是已知的。
[0249] "遗传重组频率"是两个基因座之间交换事件（重组）的频率。通过跟踪减数分裂 之后标记和/或性状的分离，能够观察重组频率。
[0250] "基因组"是指由染色体或染色体的组携带的总的DNA或基因的完整的组。
[0251] 术语"基因型"是指一个个体（或个体的组）在一个或多个基因座的基因组成。基 因型是由该个体从其亲本继承的一个或多个已知基因座的等位基因限定的。术语基因型能 够被用于指在单个基因座、在多个基因座的个体的基因组成，或者更一般地，术语基因型能 够被用于指就个体的基因组中的全部基因而言，该个体的基因组成。
[0252] "种质"是指个体（例如，植物）、个体的组（例如，植物的品系、变种、或家族）、或 来源于品系、变种、物种、或培养物的克隆、或者更一般地为一个物种或多个物种（例如，玉 米种质资源集或安第斯种质资源集(Andean germplasm collection)的或来自它们的遗传 物质。种质能够是生物体或细胞的部分，或者能够被从生物体或细胞分离。一般来讲，种质 提供了具有特定分子组成的遗传物质，其提供了生物体或细胞培养物的全部遗传品质的物 理基础。如本文所用，种质包括新的植物可以从其生长的细胞、种子或组织，或者能够被培 养为完整植物的植物的部分，例如叶、茎、花粉、或细胞。
[0253] "谷物水分"是谷物的一种性质，其被测量以确定最佳的收获时间。其能够使用 任何的多种方法被测量，其中之一是使用测量谷物的电性质的仪表。尽管能够获得谷物水 分的确切值，如本文所用的谷物水分是相对的术语。因此，在9号染色体数量性状基因座 (QTL)之一或二者处具有有利的等位基因的植物将具有与在这些QTL处不具有有利的等位 基因的植物相比"降低的谷物水分"。
[0254] 被称为"单倍体"的植物具有单组（基因组）的染色体。
[0255] "单倍型"是个体在多个基因座的基因型，即等位基因的组合。通常，由单倍型描述 的基因座是物理上和遗传上连锁的，即位于相同的染色体区段上。术语"单倍型"能够指在 特定基因座的等位基因，或指在沿着染色体区段的多个基因座的等位基因。
[0256] 术语"异质性"被用于表示组内的个体在一个或多个特定基因座基因型是不同的。
[0257] 材料的杂交反应或"杂种优势"能够被定义为当与其他不同的或不相关的群杂交 时，超过亲本的平均（或高值亲本）的表现。
[0258] "杂种优势群"包含一组当与来自不同的杂种优势群的基因型杂交时表现良 好的基因型（Hallauer等人（1998)Cornbreeding，第 463-564 页。G.F.Sprague和 J.W.Dudley(编辑）Cornandcornimprovement)。基于多个标准，例如谱系、基于分子标 记的相关性、和杂种组合中的表现，近交系被分类为杂种优势群，并进一步被细分为杂种优 势群内的家族（Smith等人（1990)Theor.Appl.Gen. 80:833-840)。两个在美国最广泛使用 的杂种优势群称为"爱荷华坚杆综合（IowaStiffStalkSynthetic)"（本文也称为"坚 杆"）和"兰卡斯特（Lancaster)"或"LancasterSureCrop"（有时称为NSS或非坚杆）。
[0259] -些杂种优势群具有作为雌性亲本所需的性状，而另一些具有用于雄性亲本的性 状。例如，在玉米中，产生自从被称为BSSS的群体（爱荷华坚杆综合群体）释放的公开的 近交系的产出已使得这些近交系以及它们的衍生物成为了美国中部玉米种植带的雌性库。 BSSS近交系已与其他近交系（例如SD105和MaizAmargo)杂交，并且这种一般性的材 料群体已作为坚杆综合（StiffStalkSynthetics(SSS))为人们所知，尽管并非全部的这 些近交系均来源于初始的BSSS群体（Mikel和Dudley(2006)CropSci:46 :1193-1205)。 默认地，与SSS近交系良好地组合的全部其他近交系被指定为雄性库，其由于缺少更好的 名称已被称为NSS，即"非坚杆"。该群体包括了多个主要的杂种优势群，例如Lancaster Surecrop,Iodent、和LearningCorn。
[0260] 如果在一个给定的基因座存在多于一种的等位基因类型，则该个体是"杂合 的"（例如，二倍体个体具有两种不同的等位基因各一个拷贝）。
[0261] 术语"同质性"表示群体的成员在一个或多个特定的基因座具有相同的基因型。
[0262] 如果一个个体在一个给定的基因座仅具有一种类型的等位基因，则该个体是"纯 合的"（例如，二倍体个体在两条同源染色体的每一条具有一个拷贝的相同的等位基因）。
[0263] 术语"杂交体"是指从至少两个遗传上相异的亲本的杂交获得的子代。
[0264] "杂交"或"核酸杂交"是指互补的RNA和DNA链的配对以及互补的DNA单链的配 对。
[0265] 术语"使/与...杂交"是指核酸链的互补区域之间形成碱基对。
[0266] "IBM遗传图谱"能够指任何的下列图谱：IBM、IBM2、IBM2neighbors、IBM2FPC0507、IBM2 2004neighbors>IBM2 2005neighbors>IBM2 2005neighborsframe>IBM2 2008neighbors、IBM2 2008neighborsframe、或maizeGDB网站上的最新版本。IBM遗传图 谱是基于B73XM〇17群体的，在其中来自初始的杂交的子代在构建用于作图的重组近交系 之前被随机配对多个世代。较新的版本反映了遗传的和BAC作图的基因座的添加，以及由 于从其他遗传图谱或物理图谱、清理的数据、或新算法的使用获得的信息的整合而增强的 图谱细化。
[0267] 术语"近交系"是指为了遗传同质性被繁育的品系。
[0268] 术语"插入缺失"是指插入或缺失，其中一个品系可被称为是相对于第二品系具有 插入的核苷酸或DNA的片段，或第二品系可被称为是相对于第一品系具有删除的核苷酸或 DNA的片段。
[0269] 术语"种质渗入"是指基因座的所期望的等位基因从一种遗传背景向另一种的输 送。例如，位于特定基因座的所期望的等位基因的种质渗入能够通过相同物种的两个亲本 之间的有性杂交传至至少一个子代，其中至少一个亲本在其基因组中具有所期望的等位基 因。作为另外一种选择，例如，等位基因的输送能够通过两种供体基因组之间的重组发生， 例如在融合的原生质体中，其中至少一种供体原生质体在其基因组中具有所期望的等位基 因。所期望的等位基因能够通过，例如，与表型相关联的、位于QTL的、是转基因的等的标记 被检测。在任何情况下，包含所期望的等位基因的后代能够反复地与具有所期望的遗传背 景的品系回交，并针对所期望的等位基因被选择，以使得所期望的等位基因在所选择的遗 传背景中固定下来。
[0270] "种质渗入"的过程当该过程被重复两次或更多次时经常被称作"回交"。
[0271] "品系"或"株系"是相同亲缘的个体的组，它们通常近交至一定程度并且通常在大 多数基因座是纯合的和同质的（同基因的或接近同基因的）。"亚系"是指遗传上与起源于 相同祖先的其他相似的近交子组不同的后代的近交子组。
[0272] 如本文所用，术语"连锁"被用于描述一个标记基因座与另一标记基因座或一些其 他基因座相关联的程度。分子标记与影响表型的基因座之间的连锁关系作为"概率"或"经 调整的概率"被给出。连锁能够被表示为所期望的限度或范围。例如，在一些实施例中，任何 标记与任何其他标记当所述标记以单一减数分裂图谱（基于经过一轮减数分裂的群体（例 如匕）的遗传图谱；IBM2图谱包括多次减数分裂）的小于50、40、30、25、20、或15个图谱单 位（或cM)被分隔时是（遗传上和物理上）连锁的。在一些方面，限定连锁的范围是有利 的，例如，10和20cM之间、10和30cM之间、或10和40cM之间。标记与第二基因座越紧密 地连锁，该标记就越能作为该第二基因座的更好的指示。因此，"紧密连锁的基因座"，如标 记基因座和第二基因座，表现出10%或更低、优选约9%或更低、更优选约8%或更低、更优 选约7 %或更低、更优选约6 %或更低、更优选约5 %或更低、更优选约4 %或更低、更优选约 3%或更低、以及更优选约2%或更低的基因座间重组频率。在高度优选的实施例中，相关的 基因座表现出约1 %或更低的重组频率，例如，约0. 75%或更低、更优选约0. 5%或更低、或 更优选约0.25%或更低。以使得两个基因座之间的重组以小于10% (例如，约9%、8%、 7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0. 75%、0. 5%、0. 25%、或更低）的频率发生的距离位于 相同染色体上的这样两个基因座，也被称为是彼此"邻近的"既然一cM是表现出1 %的重组 频率的两个标记之间的距离，任何标记与以10cM或更小的距离紧邻的任何其他标记（遗传 上和物理上）是紧密连锁的。两个在相同染色体上紧密连锁的标记能够定位为彼此相距9、 8、7、6、5、4、3、2、1、0. 75、0. 5 或 0? 25cM或更小。
[0273] 术语"连锁不平衡"是指基因座或性状（或两者）的非随机的分离。不论哪种情况， 连锁不平衡暗示相关的基因座沿染色体的长度处于物理上足够的邻近程度内，使得它们以 高于随机的（即，非随机的）频率一起分离。表现出连锁不平衡的标记被认为是连锁的。 连锁的基因座超过50%的时候共分离，例如，约51%至约100%的时候。换句话讲，共分离 的两个标记具有小于50%的重组频率（并且按照定义，在相同的连锁群上相隔小于50cM)。 如本文所用，连锁能够是在两个标记之间，或者是在标记和影响表型的基因座之间。标记基 因座能够与性状"相关联"（相联系）。标记基因座与影响表型性状的基因座连锁的程度作 为，例如，该分子标记与该性状共分离的统计概率（例如，F统计数值或L0D分值）被测量。
[0274] 连锁不平衡最通常地是使用测量值r2描述的，r2是使用Hill，W.G.和Robertson， A，Theor.Appl.Genet.38 :226_231(1968)描述的公式计算的。当r2 = 1时，在两个标记基 因座之间存在彻底的连锁不平衡，意味着所述标记不被重组分离并具有相同的等位基因频 率。r2值将取决于所使用的群体。高于1/3的r2值表示对于用于作图足够强的连锁不平衡 (Ardlie等人，NatureReviewsGenetics3:299-309(2002))。因此，当成对的标记基因座 之间的r2值大于或等于0. 33、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7、0. 8、0. 9、或1. 0时，等位基因是连锁不平 衡的。
[0275] 如本文所用，"连锁平衡"描述两个标记独立地分离的情况，即，在子代间随机地分 布。表现出连锁平衡的标记被认为是非连锁的（无论它们是否位于相同染色体上）。
[0276] "基因座"是染色体上的位置，例如，核苷酸、基因、序列、或标记所位于的地方。
[0277] "优势对数（L0D)值"或 "L0D分数"（Risch，Science255 :803_804 (1992))在遗 传区间作图中被用于描述两个标记基因座之间连锁的程度。两个标记之间的L0D分数为三 表示连锁的可能性是不连锁的1000倍，而L0D分数为二表示连锁的可能性是不连锁的100 倍。大于或等于二的L0D分数可被用于检测连锁。L0D分数还能够被用于在"数量性状基 因座"作图中显示标记基因座与数量性状之间相关联的强度。在这种情况下，L0D分数的大 小取决于标记基因座距影响数量性状的基因座的紧密度，以及数量性状效应的大小。
[0278] "玉米"是指玉蜀黍（ZeamaysL.ssp.mays)的植物，也被称为"玉米"。
[0279] 术语"玉米植物"包括整个玉米植物、玉米植物细胞、玉米植物原生质体、能够从其 中再生出玉米植物的玉米植物细胞或玉米组织培养物、玉米植物愈伤组织、在玉米植物或 玉米植物的部分中的完整的玉米植物团块和玉米植物细胞，如玉米种子、玉米芯、玉米花、 玉米子叶、玉米叶、玉米茎、玉米芽、玉米根、玉米根尖等。
[0280] "标记"是用于找到遗传图谱或物理图谱上的位置、或者标记与性状基因座（影响 性状的基因座）之间关系的手段。标记所检测的位置可以是通过多态性等位基因的检测以 及它们的遗传作图、或者通过已经过物理作图的序列的杂交、序列匹配或扩增而被知道。标 记能够是DNA标记（检测DNA多态性）、蛋白质（检测所编码的多肽的变型）、或只是遗传 的表型（例如"蜡质"表型）。DNA标记能够来源于基因组核苷酸序列或来自表达的核苷酸 序列（例如，来自拼接的RNA或cDNA)。根据DNA标记技术，标记将包括基因座侧翼的互补 的引物和/或与位于该基因座的多态性等位基因杂受的互补探针。DNA标记，或遗传标记， 还能够被用于描述其自身染色体上的基因、DNA序列或核苷酸（而不是用于检测基因或DNA 序列的组分），并且当该DNA标记与人类遗传学中的特定性状相关联时经常被使用（例如， 针对乳腺癌的标记）。术语标记基因座是标记所检测的基因座（基因、序列或核苷酸）。
[0281] 检测群体的成员之间的遗传多态性的标记是本领域中已很好地建立的。标记能 够被它们所检测的多态性的类型以及用于检测该多态性的标记技术限定。标记类型包括 但不限于，例如，限制性片段长度多态性（RFLP)的检测、同功酶标记的检测、随机扩增多态 性DNA(RAPD)、扩增片段长度多态性（AFLP)、对简单重复序列（SSR)的检测、对植物基因组 的经扩增的可变序列的检测、对自主的序列复制的检测、或对单核苷酸多态性（SNP)的检 测。SNP能够通过，例如，DNA测序、基于PCR的序列特异性扩增方法、通过等位基因特异性 杂交（ASH)对多核苷酸多态性的检测、动态等位基因特异性杂交（DASH)、分子信标、微阵列 杂交、寡核苷酸连接酶测定、Flap内切核酸酶、5'内切核苷酸、引物延伸、单链构象多态性 (SSCP)或温度梯度凝胶电泳（TGGE)被检测。DNA测序，例如焦磷酸测序技术，具有能够检 测组成单倍型的一系列连锁的SNP等位基因的优点。单倍型趋于比SNP更具信息量（检测 更高水平的多态性）。
[0282] "标记等位基因"，或者"标记基因座的等位基因"，能够指在群体中存在于标记基 因座的多种多态性核苷酸序列之一。
[0283] "标记辅助选择"（MAS)是基于标记基因型对各个植物进行选择的过程。
[0284] "标记辅助的反选择"是标记基因型在其中被用于鉴定将不被选择的植物，使得能 够将它们从育种程序或种植中去除的过程。
[0285] "标记单倍型"是指在标记基因座处的等位基因的组合。
[0286] "标记基因座"是物种的基因组中能够存在特定标记的特定染色体位置。标记基 因座能够被用于追踪第二个连锁的基因座（例如，影响表型性状的表达的基因座）的存在。 例如，标记基因座能够被用于监控遗传上或物理上连锁的基因座处的等位基因的分离。
[0287] "标记探针"是能够被用于通过核酸杂交鉴定标记基因座的存在的核酸序列或分 子，例如，与标记基因座序列互补的核酸探针。包含30个或更多的标记基因座的连续的核 苷酸（标记基因座序列的"全部或一部分"）的标记探针可被用于核酸杂交。作为另外一种 选择，在一些方面，标记探针是指能够鉴别（即，基因分型）存在于标记基因座的具体等位 基因的任何类型的探针。
[0288] 术语"分子标记"可被用于指遗传标记，如上文所定义的，或者当鉴定连锁的基因 座时用作参考点的其编码的产物（例如，蛋白质）。标记能够来源于基因组核苷酸序列或表 达的核苷酸序列（例如，来自拼接的RNA、cDNA等）、或编码的多肽。该术语还指与标记序列 互补或位于其侧翼的核酸序列，例如用作探针或能够扩增标记序列的引物对的核酸。"分子 标记探针"是能够被用于鉴定标记基因座的存在的核酸序列或分子，例如，与标记基因座序 列互补的核酸探针。作为另外一种选择，在一些方面，标记探针是指能够鉴别（即，基因分 型）存在于标记基因座的具体等位基因的任何类型的探针。当核酸在溶液中特异性地杂交 (例如，按照Watson-Crick碱基配对规则）时，它们是"互补的"。本文所述的一些标记当 位于插入删除区域（例如本文所述的非共线区域）时也被称为杂交标记。这是因为该插入 区域按照定义相对于没有该插入的植物是多态性的。因此，标记需要仅表明该插入删除区 域是存在还是不存在。任何适合的标记检测技术均可被用于鉴定此类杂交标记，例如，SNP 技术被用于本文提供的例子中。
[0289] 当等位基因与性状相关联并且当该等位基因的存在是所期望的性状或性状形式 将在包含该等位基因的植物中不存在的指示时，该等位基因与该性状"负面地"相关联。
[0290] "核苷酸序列"、"多核苷酸"、"核酸序列"、和"核酸片段"在本文中可互换使用，指 作为单链或双链的RNA或DNA聚合物，任选地含有合成的、非天然的或改变的核苷酸碱基。 "核苷酸"是DNA或RNA聚合物从其构建的单体单元，并且由嘌呤或嘧啶碱基、戊糖、和磷酸 基团组成。核苷酸（通常以它们的5'-单磷酸形式存在）可以用如下它们的单字母名称 指代："A"表示腺苷酸或脱氧腺苷酸（分别对应RNA或DNA)，"C"表示胞苷酸或脱氧胞苷 酸，"G"表示鸟苷酸或脱氧鸟苷酸，"U"表示尿苷酸，"T"表示脱氧胸苷酸，"R"表示嘌呤（A 或G)，"Y"表示嘧啶（C或T)，"K"表示G或T，"H"表示A或C或T，"I"表示肌苷，并且"N" 表示任意核苷酸。
[0291] 术语"表型"、"表型性状"、或"性状"能够指基因或系列的基因可观察的表达。表 型能够是通过肉眼、或通过本领域已知的任何其他评估方式可观察的，例如，称重、计数、测 量（长度、宽度、角度等）、显微镜法、生物化学分析、或电动机械测定。在一些情况下，表型 是由单个基因或基因座直接控制的，即，"单基因性状"或"简单遗传性状"。在不存在大程 度的环境变异时，单基因性状能够在群体中分离，产生"定性的"或"离散的"分布，即，表型 分成离散的类别。在其他情况下，表型是多个基因的结果，并且能够被认为是"多基因性状" 或"复合性状"。多基因性状在群体中分离产生"定量的"或"连续的"分布，即，表型不能被 分离成离散的类别。单基因和多基因性状均能够被它们在其中被表达的环境影响，但多基 因性状趋于具有较大的环境组成。
[0292] 基因组的"物理图谱"是显示可鉴定的标志（包括基因、标记等）在染色体DNA上 的线性次序的图谱。然而，与遗传图谱相对，标志之间的距离是绝对的（例如，以碱基对或 分离和重叠的连续的基因片段测量的）并且不是基于（在不同群体中能够变化的）遗传重 组。
[0293] "植物/植物"能够是整个植物、其任何部分、或来源于植物的细胞或组织培养物。 因此，术语"植物/植物"能够指任何的：整个植物、植物的组分或器官（例如，叶、茎、根 等）、植物组织、种子、植物细胞、和/或它们的子代。植物细胞是植物的、取自植物的、或通 过培养来源于取自植物的细胞的细胞。
[0294] "来源于坚杆综合群体中的近交的"玉米植物可以是杂交体。
[0295] "多态性"是群体内的两个或更多个个体之间DNA的变化。多态性优选地在群体中 具有至少1%的频率。有用的多态性能够包括单核苷酸多态性（SNP)、简单重复序列（SSR)、 或插入/删除多态性（本文也称为"插入删除"）。
[0296] 当等位基因与性状相关联并且当该等位基因的存在是所期望的性状或性状形式 将在包含该等位基因的植物中存在的指示时，该等位基因与该性状"正面地"相关联。
[0297] "概率值"或"p值"是表型与特定标记等位基因的存在或不存在的组合是随机的 统计可能性。因此，P值越低，基因座与表型相关联的可能性越高。P值能够受第一基因座 (通常为标记基因座）和影响表型的基因座的接近度、加上表型效应（由等位基因取代导致 的表型的变化）的量值的影响。在一些方面，P值被认为是"显著的"或"非显著的"。在一 些实施例中，〇. 05的p值（p= 0. 05,或5%概率）的随机分配被认为是关联的显著指示。 然而，可接受的概率能够是小于50%(p= 0.5)的任何概率。例如，显著的概率能够是小于 0. 25、小于0. 20、小于0. 15、小于0. 1、小于0. 05、小于0. 01、或小于0. 001。
[0298] "生产标记"或"生产SNP标记"是被开发用于高通量目的的标记。生产SNP标记 被开发用于检测特定多态性，并且被设计为与多种化学品和平台一起使用。所使用的标记 名称以代表"先锋Hi-Bred标记（PioneerHi-BredMarker)"的前缀PHM开始，然后是从其 设计的序列特异性的数字，然后是"或然后是DNA多态性特异性的后缀。还可以接 着有标记的版本（A、B、C等），表示对该特定多态性设计的标记的版本。
[0299] 术语"子代"是指从杂交产生的后代。
[0300] "子代植物"是从两个植物之间的杂交产生的植物。
[0301] 术语"数量性状基因座"或"QTL"是指与定量的表型性状在至少一种遗传背景中 (例如，在至少一个育种群体中）的差异表达相关联的DNA的区域。QTL的区域涵盖影响所 讨论的性状的一个或多个基因或与其密切相关。"QTL的等位基因"能够包含连续的基因组 区域或连锁群中的多个基因或其他遗传因子，例如单倍型。QTL的等位基因能够表示特定窗 口内的单倍型，其中所述窗口是能够用一组的一个或多个多态性标记限定和追踪的连续的 基因组区域。单倍型能够被特定窗口内的每一标记的等位基因的独特"指纹"限定。
[0302] "参考序列"或"共有序列"是用作序列比较的基础的限定的序列。针对PHM标记 的参考序列是通过在该基因座对多个品系测序、在序列比对程序（例如Sequencher)中比 对核苷酸序列、然后获取比对中最普遍的核苷酸序列获得的。在共有序列中对个体序列间 存在的多态性进行注释。参考序列通常不是任何个体DNA序列的确切拷贝，而是代表可用 的序列的混合物并且被用于设计针对该序列内的多态性的引物和探针。
[0303] 在"相斥"态连锁中，所关注的基因座处的"有利的"等位基因与邻近的标记基因 座处的"不利的"等位基因物理上相连锁，并且两种"有利的"等位基因不一起遗传（即，两 个基因座是彼此"反相"的）。
[0304] "顶交测试"是通过将每一个体（例如，选择、近交系、克隆或子代个体）与相同的 花粉亲本或"测试者"（通常为纯合品系）杂交进行的测试。
[0305] 短语"在严格条件下"是指在探针或多核苷酸在其中将与特异性核酸序列（通常 是在核酸的复杂混合物中）杂交而基本不与其他序列杂交的条件。严格条件是序列依赖性 的并将因不同的环境而异。较长的序列在较高的温度特异性地杂交。一般来讲，严格条件 被选择为比特定序列在规定的离子强度pH的热解链温度（Tm)低约5-10°C。Tm是（在规 定的离子强度、pH、和核酸浓度）50%的与靶标互补的探针在平衡时与靶标序列杂交的温度 (由于靶标序列过量地存在，在Tm时50%的探针在平衡时被占据）。严格条件将是如下那 些条件：在pH7. 0至8. 3盐浓度低于约1. 0M钠离子，通常约0. 01至1. 0M钠离子浓度（或 其他盐），并且对于短探针（例如10至50个核苷酸）温度为至少约30°C，而对于长的探 针（例如多于50个核苷酸）温度为至少约60°C。严格条件也可以通过加入诸如甲酰胺之 类的去稳定剂来实现。对于选择性或特异性杂交，阳性信号是至少两倍于背景、优选10倍 于背景的杂交。示例性的严格杂交条件通常是：50%甲酰胺、5xSSC、和1%SDS，在42°C孵 育，或 5xSSC、1%SDS，在 65°C孵育，在 0.2xSSC、和 0.1%SDS中于 65°C洗涤。对于PCR， 约36°C的温度对于低严格性扩增而言是典型的，尽管退火温度可根据引物长度在约32°C 和48°C之间改变。大量参考文献中提供了关于确定杂交参数的更多指南。
[0306] 标记的"不利的等位基因"是与不利的植物表型一起分离，从而提供了鉴定能够被 从育种程序或种质中去除的植物的有益效果的标记等位基因。
[0307] 术语"产量"是指有商业价值的特定植物产物每单位面积的产量。例如，玉米的产 量通常以每一季每英亩的种子蒲式耳数或每公顷的种子公吨数测量。产量受遗传和环境因 素影响。"农学"、"农学性状"、和"农学性能"是指经过生长季节的过程对产量有所贡献的 给定植物品种的性状（和背后的遗传因子）。个别的农学性状包括出苗活力、营养势、胁迫 耐受性、病害抗性或耐受性、除草剂抗性、分枝、开花、种子成形、种子大小、种子密度、抗倒 伏性、脱粒率等。产量因此是所有农学性状的最终结局。
[0308] 序列比对和百分比同一性的计算可以用设计用于检测同源序列的多种比较方法 来确定，这些方法包括但不限于LASERGENE生物信息学计算软件包（DNASTAR?Inc.， Madison，WI)的MliGALIGN1"程序。除非另行指出，本文提供的序列的多重比对是使 用ClustalV比对方法（Higgins和Sharp、CABI0S. 5 :151153(1989))以默认参数（GAP PENALTY= 10、GAPLENGTHPENALTY= 10)进行的。使用ClustalV方法进行逐对比对和 蛋白质序列的百分比同一性计算的默认参数为KTUPLE= 1、GAPPENALTY= 3、WIND0W= 5、 以及DIAGONALSSAVED= 5。对于核酸，这些参数为KTUPLE= 2、GAPPENALTY= 5、WIND0W =4以及DIAGONALSSAVED= 4。在用ClustalV程序进行序列比对后，有可能通过观察相 同程序中的"序列距离"表来获得"百分比同一性"和"趋异度"值。除非另行指出，本文所 提供和受权利要求书保护的百分比同一性和趋异度是以这种方式计算的。
[0309] 本文使用的标准重组DNA和分子克隆技术是本领域所熟知的并且在如下文献 中有更全面的描述：Sambrook，J.，Fritsch，E.F?和Maniatis，T.，MolecularCloning: ALaboratoryManual;CoIdSpringHarborLaboratoryPress：ColdSpringHarbor, 1989 (下文称为 "Sambrook"）。
[0310] 遗传作图
[0311] 人们早已认识到，与特定的表型（例如谷物水分）相关联的特定基因座能够在生 物的基因组中被作图。通过检测显示出与所期望的表型统计上显著的共分离概率（表现 为连锁不平衡）的标记等位基因，植物育种人员能够有利地利用分子标记鉴定所期望的个 体。通过鉴定与所关注的性状共分离的分子标记或分子标记的集合，育种人员能够通过针 对正确的分子标记等位基因进行选择而迅速地选择所期望的表型（称为标记辅助选择或 MAS的过程）。
[0312] 本领域中为人们所熟知的多种方法可用于检测与所关注的性状（例如谷物水分） 共分离的分子标记或分子标记的集合。这些方法背后的基本思路是标记的选择，对于这些 标记，可供选择的基因型（或等位基因）具有显著不同的平均表型。因此，人们在标记基因 座之间对可供选择的基因型（或等位基因）之间差异的量值或这种差异的显著性水平进行 比较。性状基因被推测为位于与具有最大的相关联的基因型差异的标记最近处。
[0313] 用于检测所关注的性状基因座的两种此类方法是：1)基于群体的关联分析和2) 常规的连锁分析。在基于群体的关联分析中，品系获得自具有多个奠基者的现有的群体， 例如优良育种品系。基于群体的关联分析依赖于连锁不平衡（LD)的衰退和在非结构化的 群体中，在如此多的随机交配的世代之后，将只保留控制所关注的性状的基因和与这些基 因紧密连锁的标记之间的相关性的理念。实际上，大多数现有的群体具有群体亚结构。因 此，通过使用从基因组中随机分布的标记获得的数据，将个体分配至群体，从而使由各个群 体（也被称为亚群）中的群体结构导致的不平衡最小化，结构化的关联方法的使用有助于 控制群体结构。对于亚群中的每一品系，将表型值与在每一标记基因座的基因型（等位基 因）进行比较。显著的标记-性状相关性表明标记基因座与参与该性状的表达的一个或多 个基因座之间紧密邻近。
[0314] 常规的连锁分析背后存在相同的原理；然而，LD是通过从少量的奠基者构建群体 产生的。奠基者被选择为使所构建的群体内的多态性的水平最大化，并评估多态性位点具 有给定表型的共分离的水平。多种统计方法已被用于鉴定显著的标记-性状相关性。一种 此类方法是区间作图方法（Lander和Botstein，Genetics121 :185-199(1989)，在其中，对 沿着遗传图谱的许多位置（例如以lcM间隔）中的每一个，测试了控制所关注的性状的基 因位于该位置的可能性。基因型/表型数据被用于针对每一测试位置计算L0D分数（优势 比的对数）。当L0D分数超过阈值时，存在控制所关注的性状的基因位于遗传图谱上的该位 置（其将落于两个特定的标记基因座之间）的显著证据。
[0315] 本发明提供了展示出与谷物水分统计上显著的共分离的玉米标记基因座，如通过 常规的连锁分析和通过全基因组关联分析所确定的。对这些基因座或附加的连锁基因座的 检测能够被用于标记辅助的育种程序中，以产生具有降低的谷物水分的植物。
[0316] 标记辅助的玉米育种程序中的行动可包括但不限于：在新的育种群体中进行选 择，以鉴定基于历史基因型和农学性状相关性，哪个群体具有有利的核酸序列的最高频率； 在育种群体中的子代中选择有利的核酸序列；在亲本品系中基于对子代性能的预测进行选 择；和基于有利的核酸序列的存在，将品系推进用于种质改善活动中。
[0317] QTL位置
[0318] 从连锁作图分析中鉴定了 9号染色体上的两个QTL(实例1)。本文鉴定为QTL9-1 的第一个QTL位于单一减数分裂图谱（例如PHB图谱）上的72-79cM，这大约相当于IBM2 图谱（其最新的版本是IBM2 2008图谱）上的200. 4-230. 6cM。QTL9-1被发现与谷物水 分和产量均相关联。本文鉴定为QTL9-2的第二个QTL位于单一减数分裂图谱（例如PHB 图谱）上的93-98cM，这大约相当于IBM2图谱（其最新的版本是IBM2 2008图谱）上的 317-323cM。QTL9-2被发现与谷物水分相关联。还通过全基因组关联分析验证了这些QTL。
[0319] 染色体区间
[0320] 提供了与谷物水分相关联的染色体区间。本领域中为人们所熟知的多种方法可用 于鉴定染色体区间。此类染色体区间的边界被划为涵盖将与控制所关注的性状的基因连锁 的标记。换句话讲，染色体区间被划为使得位于该区间内的任何标记（包括限定该区间的 边界的末端标记）能够被用作针对谷物水分的标记。表1和2显示了在本文中被显示与谷 物水分相关联的和与控制谷物水分的基因连锁的QTL9-1和QTL9-2区域内的标记。列于 表1和2中的每一PHM标记的参考序列表示为SEQIDN0 :1-20,引物表示为SEQIDN0 : 21-100。
[0321] 表 1 :QTL9_1 标记
[0322]

【权利要求】
I. 一种鉴定具有降低的谷物水分的玉米植物的方法，所述方法包括： a. 在所述玉米植物中检测至少一种标记等位基因，其中：
1. 所述标记位于9号染色体的区域内，并且所述区域是： a) 单一减数分裂图谱上的72-79cM ; b) IBM2 图谱上的 200. 4-230. 6cM ;或 c) 由PHM18206和PHM4910限定并包括PHM18206和PHM4910的染色体区间；并且 ii所述等位基因与降低的谷物水分相关联；以及 b. 选择具有与降低的谷物水分相关联的至少一种标记等位基因的所述玉米植物； 其中所述玉米植物是坚杆综合近交系或来源于其的子代植物。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种标记是PHM18206、PHM9929、 PHM6726、PHM4910、PHM6667、PHM229、PHM6567、PHM5208、PHM15758、PHM14370、PHM3159、 PHM17246、或 PHM4691。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种标记检测SNP多态性。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中所述SNP多态性是PHM18206-5、PHM9929-8、 PHM6726-10、PHM4910-5、PHM6667-11、PHM229-15、PHM6567-10、PHM5208-11、PHM15758-6、 PHM14370-9、PHM3159-14、PHM17246-16、或 PHM4691-9。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种等位基因是PHM18206-5处的"T"， PHM9929-8 处的 "T"，PHM6726-10 处的 "A"，PHM4910-5 处的 "G"，PHM6667-11 处的 "T"， PHM229-15 处的 "C"，PHM6567-10 处的 "T"，PHM5208-11 处的 "T"，PHM15758-6 处的 "C"， PHM14370-9 处的"G"，PHM3159-14 处的"C"，PHM17246-16 处的"T"，或 PHM4691-9 处的"T"。
6. -种鉴定具有降低的谷物水分的玉米植物的方法，所述方法包括： a. 在所述玉米植物中检测至少一种标记等位基因，其中： i.所述标记位于9号染色体的区域内，并且所述区域是： a) 单一减数分裂图谱上的93-98cM ; b) IBM2 图谱上的 317-323cM ;或 c) 由PHM4598和PHM14092限定并包括PHM18206和PHM4910的染色体区间；并且 ii所述等位基因与降低的谷物水分相关联；以及 b. 选择具有与降低的谷物水分相关联的至少一种标记等位基因的所述玉米植物； 其中所述玉米植物是坚杆综合近交系或来源于其的子代植物。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中所述至少一种标记是PHM10270、PHM4598、 PHM14092、PHM18292、PHM3507、PHM3004、或 PHM14122。
8. 根据权利要求6所述的方法，其中所述至少一种标记检测SNP多态性。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中所述SNP多态性是PHM10270-13、PHM4598-22、 PHM14092-77、PHM18292-9、PHM3507-13、PHM3004-13、或 PHM14122-22。
10. 根据权利要求6所述的方法，其中所述至少一种等位基因是PHM10270-13处的 "C"，PHM4598-22 处的 "C"，PHM14092-77 处的 "C"，PHM18292-9 处的 "A"，PHM3507-13 处的 "G" 或 "A"，PHM3004-13 处的 "G"，或 PHM14122-22 处的 "G"。 II. 一种玉米植物，所述玉米植物在其基因组中包含由下列组成的单倍型：PHM9929-8 处的 "T"，PHM6667-11 处的 "T"，PHM229-15 处的 "C"，PHM6567-10 处的 "T"，PHM5208-11 处 的 "T"，PHM15758-6 处的 "C"，PHM14370-9 处的 "G"，PHM3159-14 处的 "C"，和 PHM17246-16 处的"T";与在基因组中不具有所述单倍型的玉米植物进行比较时，所述玉米植物表现出降 低的谷物水分，其中所述玉米植物是坚杆综合近交系或来源于其的子代植物。
12. -种玉米植物，所述玉米植物在其基因组中包含由下列组成的单倍型： ΡΗΜ10270-13 处的"C"，ΡΗΜ4598-22 处的"C"，ΡΗΜ14092-77 处的"C"，ΡΗΜ18292-9 处的"Α"， ΡΗΜ3507-13 处的 "G" 或 "Α"，ΡΗΜ3004-13 处的 "G"，和 ΡΗΜ14122-22 处的 "G" ；与在基因组 中不具有所述单倍型的玉米植物或子代植物进行比较时，所述玉米植物表现出降低的谷物 水分，其中所述玉米植物是坚杆综合近交系或来源于其的子代植物。
13. -种使降低的谷物水分QTL等位基因种质渗入至玉米植物中的方法，所述方法包 括： a. 筛选具有至少一种标记的群体，以确定来自所述群体的一个或多个玉米植物是否包 含降低的谷物水分QTL等位基因，其中所述降低的谷物水分QTL等位基因包括PHM18206-5 处的 "T"，PHM9929-8 处的 "T"，PHM6726-10 处的 "A"，PHM4910-5 处的 "G"，PHM6667-11 处 的 "T"，PHM229-15 处的 "C"，PHM6567-10 处的 "T"，PHM5208-11 处的"T"，PHM15758-6 处的 "C"，PHM14370-9 处的 "G"，PHM3159-14 处的 "C"，PHM17246-16 处的 "T"，和 PHM4691-9 处 的"T"；以及 b. 从所述群体中选择至少一个包含与降低的谷物水分QTL等位基因相关联的所述标 记的等位基因的玉米植物。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中所述标记中的至少一种位于PHM18206、 PHM9929、PHM6726、PHM4910、PHM6667、PHM229、PHM6567、PHM5208、PHM15758、PHM14370、 ?腿3159、卩腿17246、或？腿4691 的5。]?内。
15. -种使降低的谷物水分QTL等位基因种质渗入至玉米植物中的方法，所述方法包 括： a. 筛选具有至少一种标记的群体，以确定来自所述群体的一个或多个玉米植物是否包 含降低的谷物水分QTL等位基因，其中所述降低的谷物水分QTL等位基因包括PHM10270-13 处的 "C"，PHM4598-22 处的 "C"，PHM14092-77 处的 "C"，PHM18292-9 处的 "A"，PHM3507-13 处的 "G" 或 "A"，PHM3004-13 处的 "G"，和 PHM14122-22 处的 "G" ；以及 b. 从所述群体中选择至少一个包含与降低的谷物水分QTL等位基因相关联的所述标 记的等位基因的玉米植物。
16. 根据权利要求16所述的方法，其中所述标记中的至少一种位于PHM10270、 PHM4598、PHM14092、PHM18292、PHM3507、PHM3004、或 PHM14122 的 5cM 内。
【文档编号】A01H1/04GK104271769SQ201380021056
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年2月22日 优先权日:2012年2月23日
【发明者】W.A.威尔逊, S.加德纳, J.S.贾奎斯, E.S.琼斯, B.李 申请人:纳幕尔杜邦公司, 先锋国际良种公司