玉米硬质胚乳调控基因Ven7、其特异性检测引物及应用

本发明申请涉及分子生物学领域，具体涉及一种玉米硬质胚乳调控基因 ven7、其特异性检测引物及应用。

背景技术：

1、玉米（ zea maysl.）是我国三大主要粮食作物之一，是重要的饲料来源、工业原料和能源作物，在保障国家粮食安全方面具有重要战略地位。然而，随着我国经济的发展和城镇化程度的进一步提高，农村劳动力短缺、生产成本上升的问题越发突出。传统的机械收穗的生产方式已不占优势，籽粒直收在生产效率上远远高于传统的作业方式。然而，田间机械粒收破碎率高已成为籽粒直收技术推广应用的重要限制因素。当前，我国大多主推玉米品种的破碎率均超过5%的国家标准。机收时，籽粒破碎率与含水量呈正相关，与籽粒硬度呈负相关。提高籽粒硬度是降低机械收获破碎率的关键途径之一。因此，开展玉米籽粒硬度形成的分子机制研究，对改良玉米籽粒质地性状，创制硬粒型宜机收的玉米新品种具有重要的理论和应用价值。

2、玉米籽粒硬度主要由硬质胚乳和粉质胚乳的比例决定的。硬质胚乳部分越多，则籽粒硬度越高，玉米在机械收获、运输和储存过程中就能抵抗更强的机械力而保持籽粒完整性；同时硬质胚乳也有助于防止籽粒发生霉变。对玉米硬质胚乳的研究目前主要通过一些粉质突变体展开，如 opaque突变体（ o1、 o2、 o5、 o7、 o9-o11、 o13-o18）、 floury突变体（ fl1- fl3）、 mucronate( mc)、 defective endosperm b30（ deb30）等，均表现为籽粒硬度和透明度下降。以上这些突变体的鉴定和基因的挖掘使我们进一步了解了籽粒硬度的形成机制。因此，以关键硬质胚乳突变体为突破口，运用分子生物学和遗传学方法对其进行相关基因的克隆和研究，能够有效的解析胚乳发育和硬质胚乳形成的分子机制，挖掘优良等位变异资源，为培育优质高产、宜机收硬粒型玉米新品种提供理论依据和基因资源。

3、公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、研究发现， ven7是一个典型的硬质胚乳突变体，对其进行遗传学分析表明： ven7是单基因的隐性突变，能够引起玉米籽粒略小、硬质胚乳增加；并且基于图位克隆的方法克隆了该基因。其在dna分子标记辅助选育硬粒型玉米新品种方面有着广阔的应用前景。而当前dna分子标记辅助育种实施的关键之处在于：①获得的分子标记能够有效区分育种过程中杂交亲本（如纯合 ven7类型和纯合野生型类型）以及其杂交子代（f1代）的共显性标记；②获得的共显性分子标记与控制目标性状基因的连锁情况，连锁紧密在其后代中错选的概率越低，如果该标记来源于控制目标性状基因，则利用该分子标记在其后代中错选的概率为零；③该标记可以区分突变体与当前流行的所有主要育种亲本。但是，以往研究中并没有获得位于 ven7基因上并且与其完全连锁的共显性dna分子标记，故无法对该基因所控制的目标性状进行dna分子标记辅助选择。所以，对于该种标记的获得和鉴定是对玉米硬度决定基因 ven7进行dna分子标记辅助育种的基础。

2、根据本公开的一个方面，提供一种玉米硬质胚乳调控基因 ven7，其核苷酸序列如seq id no.1所示。

3、根据本公开的另一个方面，提供一种检测所述玉米硬质胚乳调控基因 ven7的特异性引物，其序列如下：

4、 ven7-df：5’-tgcagacagggttttcttc-3’；

5、 ven7-dr：5’-cctatactatcagttcttactgga-3’。

6、根据本公开的再一个方面，将所述玉米硬质胚乳调控基因 ven7或所述特异性引物应用于硬粒型玉米品种/品系选育当中。

7、根据本公开的又一个方面，将所述特异性引物应用在玉米育种过程中杂交亲本及其杂交子代类型的检测和/或区分当中。

8、在本公开的一些实施例中，所述杂交亲本为自交系郑58、b73、cml290、cml423、cimbl60、cml324、jh59、k22、zhong69和chuan48-2中的至少一种。

9、在本公开的一些实施例中，针对 ven7突变体的分子标记检测包括如下步骤：

10、（1）以如下wyd425-f/r为外侧引物对，特异性的扩增 ven7基因序列：

11、wyd425-f：5’-gcgtcttgcttggagtttga-3’，

12、wyd425-r：5’-agaaagggggatagacccatca -3’ ；

13、（2）以权利要求2所述ven7-df/r为内侧引物对，以所述wyd425-f/r的pcr产物为模板进行第二轮扩增；

14、（3）将ven7-df/r的pcr产物用限制性内切酶 bamh i酶切，然后以核酸page胶检测，纯合突变体材料酶切后为较低的条带。

15、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

16、图位克隆得到玉米硬质胚乳调控基因 ven7，并筛选得到1个位于 ven7基因上并且与其完全连锁的共显性dna分子标记，利用这个分子标记能对玉米任何时期和任何组织的dna进行基因型鉴定，检测杂交育种子代各单株中 ven7基因的存在与否以及杂合或纯合状态；利用该分子标记能区分突变体与国内十多种主要的育种亲本，能够在任何育种背景群体中准确检测到 ven7基因的存在。以该分子标记为引物的检测方法的准确性高，操作简单，为利用 ven7基因的dna分子标记辅助育种提供了重要的技术手段。