一种调控玉米穗柄长度的负向调控因子、SNP分子标记及其应用

文档序号:39262557发布日期:2024-09-03 17:44阅读:124来源:国知局

本发明属于作物遗传育种领域,涉及玉米穗柄长度的调控因子,特别是指一种调控玉米穗柄长度的负向调控因子、snp分子标记及其应用。


背景技术:

1、玉米穗柄长度是一个重要的农艺性状,它涉及到玉米果穗与茎秆之间的连接部分,是茎叶产生的光合产物向穗部运输的唯一通道,与玉米籽粒干物质含量及玉米产量相关。在不同的玉米品种中,穗柄长度的表现有所差异。例如,在海南省农业厅关于“库普拉”等4个玉米新品种的认定情况中,提到了一种玉米品种的平均穗柄长度为8~15cm。这些数据反映了不同品种间穗柄长度的变化范围。穗柄长度不仅与玉米品种的特性有关,还可能受到环境条件和栽培管理措施的影响。例如,适宜的肥水管理可以促进玉米的正常生长发育,包括穗柄长度的正常发展。

2、在玉米的生长周期中,穗柄长度的变化与茎秆的生长和果穗的发育密切相关。玉米茎叶的光合产物通过玉米穗柄的维管束为向玉米果穗的籽粒输送,穗柄在一定程度上影响着籽粒物质的积累。一些研究表明穗柄维管束转运特性与玉米籽粒干物质积累量呈显著的正相关;由于穗柄维管束向籽粒运输物质,即使苞叶变白变干以后,籽粒干重还会持续积累。这些结果说明穗柄长与产量的关系十分密切。由于在机械收割过程中,玉米穗的摘取大多数是以折断的方式进行的,所以在机械收获过程中,机械损坏程度较高的玉米果穗,玉米穗柄普遍较长,不仅籽粒破损率会升高,在机械剥皮时也会受到影响,说明玉米穗柄节数比较少等特征成为选育脱水速率快的杂交玉米品种的要求标准。

3、目前,在对玉米穗柄长度的遗传基础研究在国内外相关的报道较少。公开号cn114540375a公开了一种调控玉米株高、叶片数、节数或穗柄长度中的应用,该专利通过过表达zmelf3.1基因达到使玉米穗柄长度变短的效果;还公开了一种调节该基因表达量的分子标记,该分子标记为存在与非编码区的逆转座子。穗柄长属于数量性状,它的狭义遗传力比较高,说明其中有对性状贡献较大的主效基因在发挥作用。开发关于穗柄长度的分子标记在玉米育种中的应用尚未见到。


技术实现思路

1、本发明提出一种调控玉米穗柄长度的负向调控因子、snp分子标记及其应用,公开了基因zm00001eb310680的新功能,为选育适宜的穗柄长度的优良高产玉米新品种提供了一个潜在的新基因资源。

2、本发明的技术方案是这样实现的:

3、一种调控玉米穗柄长度的负向调控因子,所述负向调控因子编码peptidetransporter 5 相关的蛋白域。

4、进一步,所述负向调控因子为基因zmptr5,其碱基序列如seq id no.1所示。

5、进一步,所述基因zmptr 5的编码区域存在碱基突变(snp),如图1所示。

6、上述的负向调控因子的snp分子标记,位于zmptr 5的编码区域在穗柄短的自交系郑58和穗柄长的自交系jc1614存在一个snp(g/a),所述snp分子标记位于基因zmptr 5的起始密码子下游第54碱基。

7、用于鉴定上述的snp分子标记的引物对。

8、上述的引物对,其序列如seq id no.3和seq id no.4所示。

9、利用上述的引物对鉴定玉米穗柄长短的方法,步骤为:

10、(1)提取待测植株的基因组dna,以检测snp分子标记的引物对进行扩增,得扩增产物;

11、(2)步骤(1)扩增产物的序列与如seq id no.8和seq id no.7所示的序列进行比对,与seq id no.8序列一致的为玉米穗柄较短的植株,与seq id no.7序列一致的为玉米穗柄较长的植株。

12、一种穗柄长的玉米植株的培育方法,步骤如下:

13、a. 构建 zmptr5基因的干扰载体;

14、b. 步骤a的干扰载体经农杆菌转化法转入待培育植株,即得穗柄长的玉米植株。

15、上述步骤a中 zmptr5基因的干扰引物对为ptr-f2与ptr5-r2,序列分别如seq idno.5和seq id no.6所示。

16、上述待培育植株为玉米自交系b104。

17、本发明具有以下有益效果:

18、1、本申请的调控因子涉及的基因zm00001eb310680( zmptr5)是一个由432个氨基酸组成序列如seq id no.2所示,包含peptide transporter家族保守功能结构域的蛋白,其分子生物学功能目前在玉米中尚未报道。本发明研究了该基因调控玉米穗柄长度的分子生物学功能,并为选育适宜的穗柄长度的优良高产玉米新品种提供了一个潜在的新基因资源。

19、2、本发明的目的在于提供一种控制玉米穗柄长度的基因 zmptr5,采用全基因组关联分析方法准确无误的分离候选基因。该基因具有如 seq id no.1 所示的dna片段。该基因mrna积累量增加,导致玉米穗柄长度缩短,因此该基因的克隆有助于理解玉米穗柄长度的分子机制。

20、3、本发明将根据图1所示序列的snp设计引物如 seq id no.2和如 seq id no.3,将其应用于玉米穗柄长度鉴定中,能对不同种质材料穗柄长度进行预测,对玉米育种具有重要的实际应用意义。



技术特征:

1.一种负向调控因子在调控玉米穗柄长度中的应用,其特征在于:所述负向调控因子通过调控peptide transporter 5 蛋白的表达量,实现调控玉米穗柄长度的目的。

2.根据权利要求1所述的负向调控因子在调控玉米穗柄长度中的应用,其特征在于:所述负向调控因子为与seq id no.1中第112-1410bp的编码区存在90%以上相似的核苷酸序列。

3.根据权利要求2所述的负向调控因子在调控玉米穗柄长度中的应用,其特征在于:所述负向调控因子的核苷酸序列如seq id no.1中第112-1410bp所示,命名为zmptr5基因。

4.与玉米穗柄长度相关的snp分子标记,其特征在于:所述snp分子标记位于第7号染色体上的zmptr5基因的第1个外含子,即起始密码子下游第54位碱基g/a。

5.用于鉴定权利要求4所述的snp分子标记的引物对。

6.根据权利要求5所述的引物对,其序列如seq id no.3和seq id no.4所示。

7.利用权利要求5所述的引物对鉴定玉米穗柄长短的方法,其特征在于,步骤为:

8.一种穗柄长的玉米植株的培育方法,其特征在于,步骤如下:

9.根据权利要求8所述的穗柄长的玉米植株的培育方法,其特征在于:所述步骤a中zmptr5基因的干扰引物对为ptr-f2与ptr5-r2,序列分别如seq id no.5和seq id no.6所示。

10.根据权利要求8所述的穗柄长的玉米植株的培育方法,其特征在于:所述待培育植株为玉米自交系b104。


技术总结
本发明属于作物遗传育种领域,涉及玉米穗柄长度的调控因子,特别是指一种调控玉米穗柄长度的负向调控因子、SNP分子标记及其应用。所述负向调控因子通过调控peptide transporter 5蛋白的表达量,实现调控玉米穗柄长度的目的。与SEQ ID NO.1中第112‑1410bp的编码区存在90%以上相似的核苷酸序列。利用本申请的SNP设计引物如SEQ ID No.2和如SEQ ID No.3,将其应用于玉米穗柄长度鉴定中,能对不同种质材料穗柄长度进行预测,对玉米育种具有重要的实际应用意义。

技术研发人员:孙建军,豆丹丹,张凯淅,王晨宇,郭玉玺,郭新海,丁超明,王德新,张飞鸽
受保护的技术使用者:河南省农业科学院
技术研发日:
技术公布日:2024/9/2
网友询问留言 留言:0条
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1