CN103025151B - 玉米中与耐旱性有关的遗传标记 - Google Patents

玉米中与耐旱性有关的遗传标记 Download PDF

Info

Publication number
CN103025151B
CN103025151B CN201080064686.0A CN201080064686A CN103025151B CN 103025151 B CN103025151 B CN 103025151B CN 201080064686 A CN201080064686 A CN 201080064686A CN 103025151 B CN103025151 B CN 103025151B
Authority
CN
China
Prior art keywords
seqidno
nucleotide
haplotype
maize
correspond
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201080064686.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103025151A (zh
Inventor
文卡塔·克里希纳·基肖尔
保罗·阿尔滕多夫
托马斯·约瑟夫·普雷斯特
克里斯·辛塞尔梅尔
王道龙
威廉·布里格斯
索纳莉·甘地
戴维·福斯特
克里斯蒂娜·肖尔克-格雷斯
约瑟夫·达拉斯·克拉克
艾伦·塞申斯
卡里·丹尼斯·库斯特
乔恩阿龙·塔克·赖因德斯
利瓦尔多·安德烈斯·古铁雷斯罗贾斯
郦美娟
托德·沃纳
尼古拉斯·马丁
罗伯特·林恩·米勒
约翰·阿布克尔
戴尔·韦恩·斯考拉
莫莉·杜恩
盖尔·戴斯
万斯·卡里·克雷默
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Syngenta Participations AG
Original Assignee
Syngenta Participations AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Syngenta Participations AG filed Critical Syngenta Participations AG
Priority to CN201510638825.0A priority Critical patent/CN105340719B/zh
Publication of CN103025151A publication Critical patent/CN103025151A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103025151B publication Critical patent/CN103025151B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01HNEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H1/00Processes for modifying genotypes ; Plants characterised by associated natural traits
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01HNEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H1/00Processes for modifying genotypes ; Plants characterised by associated natural traits
    • A01H1/04Processes of selection involving genotypic or phenotypic markers; Methods of using phenotypic markers for selection
    • A01H1/045Processes of selection involving genotypic or phenotypic markers; Methods of using phenotypic markers for selection using molecular markers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01HNEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H5/00Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their plant parts; Angiosperms characterised otherwise than by their botanic taxonomy
    • A01H5/10Seeds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01HNEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H6/00Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their botanic taxonomy
    • A01H6/46Gramineae or Poaceae, e.g. ryegrass, rice, wheat or maize
    • A01H6/4684Zea mays [maize]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8271Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
    • C12N15/8274Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for herbicide resistance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8271Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
    • C12N15/8274Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for herbicide resistance
    • C12N15/8275Glyphosate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8271Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
    • C12N15/8274Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for herbicide resistance
    • C12N15/8278Sulfonylurea
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8271Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
    • C12N15/8279Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance
    • C12N15/8282Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance for fungal resistance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • C12Q1/6895Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for plants, fungi or algae
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/13Plant traits
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/156Polymorphic or mutational markers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2600/00Oligonucleotides characterized by their use
    • C12Q2600/172Haplotypes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/13Abiotic stress
    • Y02A40/132Plants tolerant to drought

Abstract

本申请披露的主题涉及用来鉴定、选择、和/或生产耐旱玉米植物或种质的方法和组合物。还提供了通过本申请披露的主题的任何方法已鉴定、选择、和/或生产的玉米植物或种质。

Description

玉米中与耐旱性有关的遗传标记
相关申请的参考
本申请披露的主题要求2009年12月23日提交的美国临时专利申请序号61/289,718和2010年8月2日提交的美国临时专利申请序号61/369,999的权益,各自披露的全部内容以引用方式结合于本文。
技术领域
本申请披露的主题涉及玉米,如物种玉蜀黍(Zeamays)的玉米,以及其培育方法。更具体而言,本申请披露的主题涉及具有一种或多种改善的水优化基因型(wateroptimizationgenotype)的玉米系,如玉蜀黍系,以及其培育方法,在一些实施方式中,该方法涉及遗传标记分析/或核酸序列分析。
背景技术
干旱是对全世界的玉米生产的主要限制之一:每年由于干旱,损失15%的世界玉米作物。干旱胁迫期可以发生在生长季节期间的任何时间,但玉米对在刚刚在开花以前和开花期间的干旱胁迫(droughtstress)特别敏感。当在此关键时期中发生干旱胁迫时,可以导致谷物产量的显著下降。
鉴定增强玉米的耐旱性的基因可以导致更高效的作物生产,其中通过便于具有增强的耐旱性的玉米植物的鉴定、选择和生产。
因此,植物育种的目标是在单个植物中结合各种所期望的性状。对于大田作物如玉米,这些性状可以包括更高产量和更好农艺质量。然而,影响产量和农艺质量的基因座(geneticloci)并不总是已知的,并且即使已知,它们对上述性状的贡献也常常不清楚。因而,需要鉴定可以正面影响上述所期望性状的新基因座和/或需要发现已知基因座具有上述性状功能的能力。
在发现以后,可以选择这些所期望的基因座作为育种计划的一部分,以产生携带所期望性状的植物。用于产生上述植物的方法的一种示例性实施方式包括通过渐渗将来自具有所期望的遗传信息的植物的核酸序列转移到利用传统育种技术并通过杂交植物而不具有所期望的遗传信息的植物中。
可以利用标记辅助选择(MAS)或标记辅助培育(MAB)将所期望的基因座渐渗入市售植物品种。MAS和MAB涉及使用一种或多种分子标记,用于鉴定和选择那些子代植物,其包含编码所期望的性状的一种或多种基因座。上述鉴定和选择可以基于与所期望的性状有关的信息标记的选择。MAB还可以用来开发携带感兴趣的基因座的近等基因系(NIL),从而便于更详细地研究每种基因座对所期望的性状的可能的影响,并且还是用于开发回交近交系(BIL)种群的有效方法。
玉米干旱是对全世界的玉米生产的主要限制之一。当刚刚在开花期以前或在开花期期间发生干旱胁迫时,可以导致散粉-抽丝间隔(anthesis-silkinginterval)的长度的增加和谷物产量的降低。每年由于干旱会损失15%的世界玉米作物、或超过19百万(1900万)吨。鉴定可以增强玉米的干旱胁迫耐受性的候选基因可以使得在受影响地区中更高效地生产作物。
因而,所需要的是新的方法和组合物,其用于相对于耐旱性来遗传分析玉蜀黍(玉米)品种以及用于采用所获得的信息来产生具有改善的水优化性状的新的玉蜀黍植物。
发明内容
此发明内容列出本申请披露的主题的若干种实施方式,并且在许多情况下列出这些实施方式的变化和置换。此发明内容仅仅是众多和多样化实施方式的实例。提及给定实施方式的一种或多种代表性特点同样是示例性的。这样的实施方式通常可以具有或没有所提及的特征,同样,那些特征可以适用于本申请披露的主题的其它实施方式,而不管是否列在此发明内容中。为了避免过度重复,此发明内容并没有列出或建议上述特点的所有可能的组合。
提供了组合物和方法,其用于鉴定、选择和生产具有增强的耐旱性的玉米植物。还提供了耐旱玉米植物或种质(germplasm)。
在一些实施方式中,提供了用于鉴定耐旱玉米植物或种质的方法。上述方法可以包括在玉米植物或种质中检测与增强的耐旱性有关的标记。
在一些实施方式中,提供了用于产生耐旱玉米植物的方法。上述方法可以包括在玉米种质中检测与增强的耐旱性有关的标记的存在,并由所述玉米种质产生子代植物。
在一些实施方式中,利用标记探针来检测与增强的耐旱性有关的标记的存在。在一些这样的实施方式中,在来自分离自玉米植物或种质的核酸样品的扩增产物中检测与增强的耐旱性有关的标记的存在。在一些实施方式中,标记包括单体型(单倍体型,haplotype),并且多种探针用来检测构成单体型的等位基因。在一些这样的实施方式中,在来自分离自玉米植物或种质的核酸样品的多种扩增产物中检测构成单体型的等位基因。
在一些实施方式中,提供了用于选择耐旱玉米植物或种质的方法。上述方法可以包括杂交第一玉米植物或种质与第二玉米植物或种质,其中第一玉米植物或种质包含与增强的耐旱性有关的标记,以及选择具有上述标记的子代植物或种质。
在一些实施方式中,提供了将与增强的耐旱性有关的等位基因渐渗(基因渗入,introgress)入玉米植物或种质的方法。上述方法可以包括杂交包含与增强的耐旱性有关的等位基因的第一玉米植物或种质与缺少所述等位基因的第二玉米植物或种质,并重复回交包含所述等位基因的子代植物与第二玉米植物或种质,以产生包含与增强的耐旱性有关的等位基因的耐旱玉米植物或种质。可以通过在它们的基因组中检测与所述等位基因有关的标记的存在来鉴定包含与增强的耐旱性有关的等位基因的子代。
还提供了通过本发明的任何方法来鉴定、产生或选择的玉米植物和/或种质,如源自通过这些方法鉴定、产生或选择的玉米植物或种质的任何子代或种子。
还提供了包含与增强的耐旱性有关的一种或多种标记的非天然(非天然产生的)玉米植物和/或种质。
还提供了与增强的耐旱性有关的分离和/或纯化的标记。上述标记可以包含这样的核苷酸序列,其至少85%、90%、95%、或99%相同于以下任何之一:SEQIDNO:1-117、400、和401、其反向互补序列、或其信息片段(informativefragment)或功能片段。
还提供了包含引物对的组合物,其中引物对能够扩增分离自玉米植物或种质的核酸样品以产生与增强的耐旱性有关的标记。上述组合物可以包含在表1中鉴定的扩增引物对之一,基本上由、或由在表1中鉴定的扩增引物对之一构成。
表1
可以用于分析水优化基因座、等位基因、和单体型的示例性寡核苷酸 引物的SEQIDNO.
与增强的耐旱性有关的标记可以包含单个等位基因或在一个或多个基因座处的等位基因的组合,基本上由、和/或由单个等位基因或在一个或多个基因座处的等位基因的组合构成。
因此,在一些实施方式中,本申请披露的主题提供了用于产生具有增强的水优化的杂种植物(杂交植物)的方法。在一些实施方式中,上述方法包括(a)提供包含第一基因型的第一植物,上述第一基因型包含单体型(单倍体型、单倍体基因型)A-M的任何一种;(b)提供包含第二基因型的第二植物,上述第二基因型包含单体型A-M的任何一种,其中第二植物包含在第一植物中不存在的单体型A-M的至少一种;(c)杂交第一植物和第二玉米植物以产生F1代;鉴定F1代的一个或多个成员,上述F1代包含所期望的基因型,其包含单体型A-M的任何组合,其中所期望的基因型不同于(a)的第一基因型和(b)的第二基因型,据此,产生具有增强的水优化的杂种植物。在一些实施方式中,单体型A-M被定义如下:
i.单体型A包含在第一植物的基因组中的在第8号染色体上的在对应于SEQIDNO:1的位置115的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:1的位置270的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:1的位置301的位置处的T核苷酸、和在对应于SEQIDNO:1的位置483的位置处的A核苷酸;
ii.单体型B包含在第一植物的基因组中的在第8号染色体上的在SEQIDNO:7的位置4497-4498处的缺失、在对应于SEQIDNO:7的位置4505的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4609的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4792的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4836的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4844的位置处的C核苷酸、在对应于EQIDNO:7的位置4969的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的TCC三核苷酸;
iii.单体型C包含在第一植物的基因组中的在第2号染色体上的在对应于SEQIDNO:8的位置217的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:8的位置390的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:8的位置477的位置处的A核苷酸;
iv.单体型D包含在第一植物的基因组中的在第8号染色体上的在对应于SEQIDNO:19的位置182的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置330的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸;
v.单体型E包含在第一植物的基因组中的在第5号染色体上的在对应于SEQIDNO:21的位置61的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:21的位置200的位置处的C核苷酸、和在对应于SEQIDNO:21的位置316-324的位置处的9个核苷酸的缺失;
vi.单体型F包含在第一植物的基因组中的在第8号染色体上的在对应于SEQIDNO:27的位置64的位置处的G核苷酸和在对应于SEQIDNO:27的位置254的位置处的T核苷酸;
vii.单体型G包含在第一植物的基因组中的在第9号染色体上的在对应于SEQIDNO:28的位置98的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:28的位置147的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:28的位置224的位置处的C核苷酸、和在对应于SEQIDNO:28的位置496的位置处的T核苷酸;
viii.单体型H包含在第一植物的基因组中的在第4号染色体上的在对应于SEQIDNO:30的位置259的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:30的位置306的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:30的位置398的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:30的位置1057的位置处的C核苷酸;
ix.单体型I包含在第一植物的基因组中的在第6号染色体上的在对应于SEQIDNO:36的位置500的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:36的位置568的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:36的位置698的位置处的T核苷酸;
x.单体型J包含在第一植物的基因组中的在对应于SEQIDNO:42的位置238的位置处的A核苷酸、对应于SEQIDNO:42的位置266-268的核苷酸的缺失、和在对应于SEQIDNO:42的位置808的位置处的C核苷酸;
xi.单体型K包含在第一植物的基因组中的在第8号染色体上的在对应于SEQIDNO:49的位置166的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:49的位置224的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:49的位置650的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:49的位置892的位置处的G核苷酸;
xii.单体型L包含在第一植物的基因组中的在第9号染色体上的在对应于SEQIDNO:53的位置83、428、491、和548的位置处的C核苷酸;以及
xiii.单体型M包含在对应于SEQIDNO:400的位置83的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:400的位置119的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:400的位置601的位置处的T核苷酸。
在一些实施方式中,具有增强的水优化的杂种植物包含存在于第一植物中的每一种单体型A-M以及至少一种另外的单体型,其选自存在于第二植物中的单体型A-M。在一些实施方式中,第一植物是包含单体型A-M的至少一种的轮回亲本(recurrentparent),以及第二植物是供体,其包含不存在于第一植物中的单体型A-M的至少一种。在一些实施方式中,第一植物对于单体型A-M的至少2、3、4、或5种是纯合的(homozygous)。在一些实施方式中,杂种植物包含单体型A-M的至少3、4、5、6、7、8、或9种。
在一些实施方式中,鉴定包括相对于在第一植物或第二植物中存在的每种单体型A-M来基因分型(genotype)通过杂交第一植物和第二植物所产生的F1代的一个或多个成员。
在一些实施方式中,第一植物和第二植物是玉蜀黍(玉米,Zeamays)植物。
在一些实施方式中,和对照植物相比,在水分胁迫环境中,增强的水优化赋予增加或稳定的产量。在一些实施方式中,可以以较高作物密度来种植具有增强的水优化的杂种。在一些实施方式中,当在有利的水分含量下时,具有增强的水优化的杂种并没有赋予产量阻力(yielddrag)。
在一些实施方式中,本申请披露的主题还提供了通过本申请披露的方法产生的杂种玉蜀黍植物、或其细胞、组织培养物、种子、或部分。
在一些实施方式中,本申请披露的主题还提供了通过回交和/或自交和/或从本文披露的杂种玉蜀黍植物产生双单倍体所产生的近交玉蜀黍植物、或其细胞、组织培养物、种子、或一部分。
在一些实施方式中,本申请披露的主题还提供了近交或杂种玉蜀黍植物,其基因组包含单体型A-M的至少3、4、5、6、7、8、或9种,其中单体型A-M与水优化有关并在本文中加以定义。在一些实施方式中,近交或杂种玉蜀黍植物包含基因组,其包含单体型C、D、和G;单体型C、D、和L;单体型C、G、和H;单体型C、G、和I;单体型C、I、和L;单体型E、G、和I;单体型F、G、和H;单体型A、C、F、和G;单体型C、E、H、和I;单体型C、G、H、和I;单体型C、H、I、和K;单体型C、H、I、和L;单体型E、F、G、和H;单体型A、C、G、H、和I;单体型B、C、D、G、和L;单体型C、E、G、H、和I;单体型C、G、H、I、和L;单体型A、C、G、H、I、和K;单体型C、E、F、G、H、I、J、K、和L;单体型C、D、G、和M;单体型C、D、L、和M;单体型C、G、H、和M;单体型C、G、I、和M;单体型C、I、L、和M;单体型E、G、I、和M;单体型F、G、H、和M;单体型A、C、F、G、和M;单体型C、E、H、I、和M;单体型C、G、H、I、和M;单体型C、H、I、K、和M;单体型C、H、I、L、和M;单体型E、F、G、H、和M;单体型A、C、G、H、I、和M;单体型B、C、D、G、L、和M;单体型C、E、G、H、I、和M;单体型C、G、H、I、L、和M;单体型A、C、G、H、I、K、和M;和单体型C、E、F、G、H、I、J、K、L、和M。在一些实施方式中,所述近交或杂种玉蜀黍植物是杂种植物,其对于单体型A-M的至少一种是纯合的。
在一些实施方式中,近交或杂种玉蜀黍植物包含基因组,其包含单体型A、C、E、G、H、和I,可选地进一步包含单体型M;单体型B、C、D、E、F、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、E、F、G、H、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型B、C、D、G、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型B、C、D、E、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、E、F、G、H、I、J、K、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、G、H、和I,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、F、G、H、和I,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、F、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、E、F、G、和H,可选地进一步包含单体型M;单体型D、E、F、G、和H,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、G、H、和I,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、E、G、H、I、和K,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、E、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型B、C、D、E、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、G、H、和I,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、G、H、I、和K,可选地进一步包含单体型M;单体型C、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型B、C、D、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、E、F、G、H、和I,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、E、F、G、H、I、和K,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、F、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、E、F、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、E、F、G、H、I、J、K、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、E、F、G、H、I、J、K、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、F、G、H、I、J、K、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、E、F、G、H、I、J、K、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、E、F、G、H、和I,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、E、F、G、H、I、和K,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、F、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型B、C、D、E、F、G、H、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、F、G、H、I、J、K、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、G、H、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、F、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;和/或单体型B、C、D、E、G、I、和L,可选地进一步包含单体型M。
在一些实施方式中,本申请披露的主题还提供了杂种或近交玉蜀黍植物,其已被修饰以包括转基因(transgene)。在一些实施方式中,转基因编码基因产物,其提供对除草剂的抗性,上述除草剂选自草甘膦、磺酰脲、咪唑啉酮、麦草畏(dicamba)、草铵膦、苯氧丙酸、环己烯酮(cycloshexome)、三嗪、苯甲腈(benzonitrile)、和溴苯腈(broxynil)。
在一些实施方式中,本申请披露的主题还提供了用于鉴定玉蜀黍植物的方法,上述玉蜀黍植物包含如本文披露的与水优化有关的至少一种等位基因。在一些实施方式中,上述方法包括(a)基因分型具有至少一种核酸标记的至少一种玉蜀黍植物,上述核酸标记选自SEQIDNO:1-60和400;以及(b)选择至少一种玉蜀黍植物,其包含与水优化有关的至少一种核酸标记的至少一种的等位基因。
在一些实施方式中,本申请披露的主题还提供了通过将与水优化性状有关的基因座的感兴趣的等位基因渐渗入玉蜀黍种质所产生的玉蜀黍植物。在一些实施方式中,渐渗包括(a)选择玉蜀黍植物,其包含与水优化性状有关的基因座的感兴趣的等位基因,其中与水优化性状有关的基因座包含核苷酸序列,其至少90%相同于SEQIDNO:1-117、400、和401的任何一种;以及(b)将感兴趣的等位基因渐渗入缺少上述等位基因的玉蜀黍种质。
在一些实施方式中,本申请披露的主题还提供了用于鉴定和/或选择耐旱玉米植物或种质的方法。在一些实施方式中,本申请披露的方法包括在玉米植物或种质中检测与增强的耐旱性有关的标记的存在,其中标记选自由下述组成的组:
在对应于SEQIDNO:2的位置100的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的TCC三核苷酸、在对应于SEQIDNO:23的位置116的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:57的位置173的位置处的T核苷酸、和在对应于SEQIDNO:60的位置267的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的TCC三核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:25的位置562的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:26的位置1271的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:51的位置111的位置处的G核苷酸;
在对应于位置100的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:23的位置217的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:24的位置746的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:58的位置486的位置处的C核苷酸;
在对应于SEQIDNO:2的位置264-271的位置处的核苷酸的缺失、在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:58的位置486的位置处的C核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的TCC三核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:27的位置254的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:45的位置475的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置516的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:59的位置729的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:60的位置267的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的TCC三核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:57的位置173的位置处的T核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的TCC三核苷酸、在对应于SEQIDNO:26的位置1271的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:51的位置111的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:47的位置87的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的TCC三核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:45的位置475的位置处的T核苷酸、和在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的TCC三核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的TCC三核苷酸和在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸和在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的G核苷酸,
以及它们的组合,从而鉴定和/或选择耐旱玉米植物或种质。
因此,本申请披露的主题的一个目的是提供用于将一种或多种水优化性状传送到玉米种质的方法。
随着描述的进行(如下文最好描述的),上文已陈述的本申请披露的主题的一个目的(其是通过本申请披露的主题全部或部分地来实现),以及其它目的,将变得显而易见。
附图说明
图1是等位基因的图形描述,上述等位基因存在于在本文描述的培育方案(protocols)中所使用的若干玉米品种中的若干基因座处。
图2是源自NP2391和CML333的杂交的纯合植物系(“CML333纯合的-”和“CML333纯合的+”)的和源自上述各种纯合系与NP2460的杂交的F1杂交系(“CML333-”和“CML333+”)的单体型的图形描述。小写字母表示遗传自CML333供体系的等位基因。大写字母表示遗传自NP2391或NP2460的等位基因。
图3是源自NP2391和CML322的杂交的纯合植物系(“CML322纯合的-”和“CML322纯合的+”)的和源自上述各种纯合系与NP2460的杂交的F1杂交系(“CML322-”和“CML322+”)的单体型的图形描述。小写字母表示遗传自CML322供体系的等位基因。大写字母表示遗传自NP2391或P2460的等位基因。
图4是源自NP2391和CatetoSPVII的杂交的纯合植物系(“Cateto纯合的-”和“Cateto纯合的+”)的和源自上述各种纯合系与NP2460的杂交的F1杂交系(“Cateto-”和“Cateto+”)的单体型的图形描述。小写字母表示遗传自CatetoSPVII供体系的等位基因。大写字母表示遗传自NP2391或NP2460的等位基因。
图5是源自NP2391和ConfiteMorochoAYA38的杂交的纯合植物系(“Confite纯合的-”和“Confite纯合的+”)的和源自上述各种纯合系与NP2460的杂交的F1杂交系(“Confite-”和“Confite+”)的单体型的图形描述。小写字母表示遗传自ConfiteMorochoAYA38供体系的等位基因。大写字母表示遗传自NP2391或NP2460的等位基因。
图6是源自NP2391和TuxpenoVEN692的杂交的纯合植物系(“Tuxpeno纯合的–”和“Tuxpeno纯合的+”)的和源自上述各种纯合系与NP2460的杂交的F1杂交系(“Tuxpeno-”和“Tuxpeno+”)的单体型的图形描述。小写字母表示遗传自TuxpenoVEN692供体系的等位基因。大写字母表示遗传自NP2391或NP2460的等位基因。
对于各个图1-6,等位基因如下:
序列表的简要描述
本文披露的内容包括多种核苷酸和/或氨基酸序列。在整个披露内容和所附序列表中,WIPO标准ST.25(1998;在下文中“ST.25标准”)用来鉴定核苷酸。这种核苷酸鉴定标准总结如下:
表2
在WIPO标准ST.25中的核苷酸命名惯例
在某些情况下,所附序列表包括针对某些核苷酸位置的一种或多种具体鉴定的定义,如在相应序列表条目的行<220>至<223>中所阐述的。例如,鉴于在ST.25标准下核苷酸“n”通常代替在SEQIDNO:2中的任何的a、c、g、或t,人们注意到,在核苷酸位置264-271处的序列“nnnnnnnn”被定义为表示核苷酸序列“CACCAAGG”的存在或不存在。类似地,在SEQIDNO:5中,人们注意到,在核苷酸位置818-821处的序列“nnnn”被定义为表示核苷酸序列“CGCG”的存在或不存在。因此,鉴于在整个本说明书、陈述s、和序列表中遵循ST.25标准,所以本文披露的某些序列表示与ST.25标准的特定偏离,并被相应指出。
另外,不管是否特别指出,对于在序列表中的“n”的每次列举,应当明了,任何单个“n”(包括在连续n的序列中的一些或所有n)可以表示a、c、g、t/u、未知、或其它、或可以是不存在。因此,除非在序列表中明确相反定义,“n”可以在一些实施方式中表示没有核苷酸。例如,SEQIDNO:7包括在核苷酸4549和4600(包括)之间的52个n的串链。应当明了,这些n的一个或多个可以是不存在,包括但不限于所有52个n或其任何子集。
SEQIDNO:1是与水优化基因座Zmlga4有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列(subsequence)可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:2是与玉蜀黍水优化基因座(基因位点,locus)有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:3是与水优化基因座ZmDr1有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组。
SEQIDNO:4是与编码电压依赖性阴离子通道的水优化基因座ZmDrA有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列扩增自玉蜀黍基因组的第7号染色体。
SEQIDNO:5是与水优化基因座ZmDr2有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第2号染色体。
SEQIDNO:6是与水优化基因座ZmDr3有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第2号染色体。
SEQIDNO:7是与水优化基因座ZmDr4有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:8是与水优化基因座ZmMa3有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第2号染色体。
SEQIDNO:9是与水优化基因座ZmDr6有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第4号染色体。
SEQIDNO:10是与水优化基因座ZmBglcn有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第3号染色体。
SEQIDNO:11是与水优化基因座ZmLOC100276591有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组。
SEQIDNO:12和13是与水优化基因座ZmDr7有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第1号染色体。
SEQIDNO:14是与水优化基因座ZmDr8有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组。
SEQIDNO:15是与水优化基因座ZmHsp70有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第1号染色体。
SEQIDNO:16是与水优化基因座ZmDr9有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第4号染色体。
SEQIDNO:17是与水优化基因座ZmDrB有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组。
SEQIDNO:18是与水优化基因座ZmAdh1-1s有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第1号染色体。
SEQIDNO:19是与水优化基因座ZmDr10有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:20是与水优化基因座ZmDrC有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组。
SEQIDNO:21是与水优化基因座ZmDr5有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第5号染色体。
SEQIDNO:22是与编码枯草杆菌蛋白酶-胰凝乳蛋白酶抑制剂2(subtilisin-chymotrypsininhibitor2)的水优化基因座ZmDrD有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第5号染色体。
SEQIDNO:23是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:24是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:25是与水优化基因座ZmDr12有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:26是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:27是与编码豆球蛋白样蛋白(legumin-likeprotein,cl2-1)的水优化基因座ZmDrE有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:28是与编码假定纤维素合酶的水优化基因座ZmDrF有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第9号染色体。
SEQIDNO:29是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:30是与水优化基因座ZmDhn2有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第4号染色体。
SEQIDNO:31是与水优化基因座ZmDr16有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:32是与水优化基因座ZmDr17有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组。
SEQIDNO:33是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:34是与水优化基因座ZmZCN6有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第4号染色体。
SEQIDNO:35是与水优化基因座ZmDrG有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第5号染色体。
SEQIDNO:36是与水优化基因座ZmDhn1有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第6号染色体。
SEQIDNO:37是与水优化基因座ZmDrH有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第5号染色体。
SEQIDNO:38是与水优化基因座ZmDrI有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第3号染色体。
SEQIDNO:39是与编码mcm5DNA复制因子(replicationfactor)的水优化基因座ZmDrJ有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第5号染色体。
SEQIDNO:40是与水优化基因座ZmH2B1有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第4号染色体。
SEQIDNO:41是与水优化基因座ZmDr3有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第2号染色体。
SEQIDNO:42是与编码无机磷酸酶的水优化基因座ZmDrK有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组。
SEQIDNO:43是与水优化基因座ZmCat1有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第5号染色体。
SEQIDNO:44和45是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:46是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:47是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:48是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:49是与水优化基因座ZmRIC1有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:50和51是与水优化基因座ZmPK4有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:52是与水优化基因座Zpu1有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第2号染色体。
SEQIDNO:53是与水优化基因座ZmDrL有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第9号染色体。
SEQIDNO:54是与编码己糖转运体(hexosetransporter)的水优化基因座ZmDrM有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第7号染色体。
SEQIDNO:55是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:56是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:57是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:58是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:59是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:60是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第8号染色体。
SEQIDNO:400是与玉蜀黍水优化基因座有关的核苷酸序列,利用聚合酶链反应并借助于扩增引物(如在以下表4中阐述的),其子序列可以扩增自玉蜀黍基因组的第4号染色体。
SEQIDNO:61-117和401是存在于数据库中的核苷酸序列(可通过万维网获自美国国立卫生研究院的国家生物技术信息中心(NCBI)的网站),其对应于(即,来自在玉蜀黍中的相同染色体基因座)SEQIDNO:1-60和400。在SEQIDNO:1-60和400以及61-117和401之间的关系阐述于表3中。
表3
对应于SEQIDNO:1-60和400的 数据库序列
*在此列中从高到低列出的数目表明,数据库条目对应于这样的核苷酸序列,其来自和在披露于SEQIDNO:1-60和400中的相应序列中的相同链。对于那些其中在此列中从高到低列出数目的条目,在数据库条目中披露的核苷酸序列是在SEQIDNO:1-60和400中的相应序列的核苷酸序列的反向互补序列。
基因组测序中心(华盛顿大学医学院,圣路易斯,密苏里州,美国)已将SEQIDNO:61-117和401加入数据库。如在这些数据库条目的注解中阐述的,上述序列是玉米测序联盟测定玉蜀黍的基因组的序列的努力的一部分。目前,还未完成测序努力,并且玉蜀黍基因组的各个部分仍然是未测序的和/或在数据库中还没有排列序列(或潜在地,已被误排列)。
表4列出可以用来扩增源自基因座的玉蜀黍核酸的寡核苷酸的SEQIDNO,其对应于SEQIDNO:1-117、400、和401,以及由此产生的典型的扩增子。表4还列出在与水优化性状有关的多态性(在一些实施方式中,为SNP)的SEQIDNO1-60的每个基因座序列中的核苷酸位置,以及在每个扩增子中多态性的相应的核苷酸位置。
表4
可以用来扩增和/或测定对应于SEQIDNO:1-117、400、和401的玉 蜀黍基因座的寡核苷酸的SEQIDNO
如在表3和4中可以看到的,SEQIDNO:1-399的某些序列彼此相关。通过举例的方式,SEQIDNO:1是来自玉蜀黍的核苷酸序列,其已被基因定位(map)到在第8号染色体上的玉蜀黍Zmlga4基因座。可以在扩增反应(例如,PCR反应)中利用具有在SEQIDNO:118和119中阐述的序列的寡核苷酸来扩增SEQIDNO:1的子序列以产生扩增子。在SEQIDNO:1的位置270处,存在SNP,并且可以利用具有在SEQIDNO:232和233中阐述的序列的寡核苷酸来确定在任何核酸样品中在此位置处存在的具体的核苷酸。
另外,登录号AC214546.3包括子序列(即,核苷酸79,631-80,177;SEQIDNO:61),其本身高度类似于SEQIDNO:1(即,538/552核苷酸相同;98%),因而存在于SEQIDNO:1所源自的相同基因座。两种序列之间的差异(其可以利用BLAST算法、ClustalX算法、或任何其它适当的分析方法加以鉴定)可以归因于在玉蜀黍种群内的正常变异。还可以在扩增反应(例如,PCR反应)中利用具有在SEQIDNO:118和119中阐述的序列的寡核苷酸来扩增SEQIDNO:61的子序列以产生扩增子。具有在SEQIDNO:232和233中阐述的序列的寡核苷酸还可以用来测定在对应于SEQIDNO:1的位置270的位置处存在的碱基。
对于SEQIDNO:2-399,与SEQIDNO存在类似的相互关系,如上文所述,并且可以由本领域技术人员利用常规序列分析技术加以鉴定。人们注意到,关于某些SEQIDNO:1-60和400,玉米测序联盟(MaizeSequencingConsortium)还未能将包括对应于这些序列的全长序列的基因组克隆的完全核苷酸序列加入数据库。尽管如此,借助于本文披露的序列信息,本领域技术人员可以明确地鉴定对应于SEQIDNO:1-117的玉蜀黍基因座。
具体实施方式
本申请披露的主题提供了用于鉴定、选择、和/或产生具有增强的耐旱性(本文中还称作水优化)的玉米植物的组合物和方法,以及通过本发明的方法鉴定、选择和/或产生的玉米植物。另外,本申请披露的主题提供了在它们的基因组内具有与增强的耐旱性有关的一种或多种标记的玉米植物和/或种质。
为了在干旱胁迫下评估等位基因和/或单体型的价值,用受控田间试验(field-experiment),其包括充分灌溉(fullirrigation)对照处理和有限灌溉(limitedirrigation)处理,来筛选不同种质。充分灌溉处理的目标是确保水不会限制作物产量。相比之下,有限灌溉处理的目标是确保水变成对谷物产量的主要限制约束条件。当在田间中彼此相邻地施加两种处理时,可以确定主要作用(例如,处理和基因型)和相互作用(例如,基因型x处理)。另外,可以对在一组实验对象中的每种基因型量化干旱相关表型,从而便于进行标记:性状关联。
在实践中,用于有限灌溉处理的方法可以有很大的不同,其取决于待筛选的种质、在当地(atthesite)的土壤类型、气候条件、前季节(季前、季节前,pre-season)的水供应、和本季节(季中、季节中、当季,in-season)的水供应(仅举几例)。最初,确定地方,此处本季节降水量较低(以最小化意外水应用的机会)并适合种植。另外,确定胁迫的时间安排(timing)可以是重要的,以致目标被定义为在适当地方,确保每年(year-to-year)、或在每个位置(location-to-location)的筛选的一致性。还可以考虑处理强度的理解,或在一些情况下期望自有限灌溉处理的产量损失。选择太轻的处理强度可能无法揭示基因型变异。选择太重的处理强度可能产生较大的实验误差。在确定了胁迫的时间安排和描述了处理强度以后,可以以与这些目标一致的方式来管理灌溉。
I定义
虽然认为以下术语是本领域技术人员明了的,但还是阐述了以下定义以便于解释本申请披露的主题。
除非下文另有界定,本文中所使用的所有技术和科学术语旨在具有与本领域技术人员通常所理解的相同含义。提及本文采用的技术是指如在本领域中通常理解的技术,包括对本领域技术人员来说显而易见的对那些技术的变化或等效技术的替换。虽然认为以下术语是本领域技术人员明了的,但还是阐述了以下定义以便于解释本申请披露的主题。
按照长期的专利法约定,当在本申请(包括权利要求)中使用时,术语“一种”、和“该”是指“一种或多种”。例如,短语"一种标记"是指一种或多种标记。类似地,当本文中用来指一种实体时,短语"至少一种"是指,例如,1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、75、100、或更多上述实体,包括但不限于在1和100以及大于100之间的整数数值。
除非另有说明,在说明书和权利要求中所使用的表示组分数量、反应条件等的所有数目要理解为在所有情况下由术语"约"来修饰。如在本文中所使用的,当指可测量值如质量、重量、时间、容积、浓度或百分比时,术语“约”是指包括离指定量的变化:在一些实施方式中为±20%,在一些实施方式中为±10%,在一些实施方式中为±5%,在一些实施方式中为±1%,在一些实施方式中为±0.5%,以及在一些实施方式中为±0.1%,因此各种变化适合于进行所披露的方法。因此,除非表明与此相反,在本说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是可以变化的近似值,其取决于通过本申请披露的主题来寻求获得的所期望的性能。
如在本文中所使用的,术语"和/或"是指并包括一种或多种相关的列出项目的任何和所有可能的组合,以及缺少组合(当以可替换方式(″或")解释时)。
如在本文中所使用的,术语“等位基因”是指在基因座(遗传位点)处的变体(variant)或可变序列形式(alternativesequenceform)。在二倍体中,在每个基因座处,由分开来自每个亲代的子代个体来遗传单等位基因。在二倍体生物体中存在的给定基因座的两个等位基因占据在一对同源染色体上的相应位置,虽然本领域技术人员明了,在任何特定个体中的等位基因并不一定代表存在于物种中的所有等位基因。
如在本文中所使用的,术语“散粉-抽丝间隔”(ASI)是指当植物开始脱落花粉(开花)时和当它开始产生穗丝(雌性)时之间的差异(difference)。基于每个样地(区域,plot)来收集数据。在一些实施方式中,上述间隔以天为单位来表示。
如在本文中所使用的,短语"与…有关的"是指在两种实体(entities)之间的可识别和/或可检测的关系。例如,短语"与水优化性状有关的"是指性状、基因座、基因、等位基因、标记、表型等、或它们的表达的存在或不存在可以影响具有水优化性状的植物或其感兴趣的部分生长的范围、程度、和/或速率。因此,当标记与性状关联时和当标记的存在成为包含标记的植物/种质中是否发生和/或在何种程度上发生所期望的性状或性状形式的指示物时,则标记是“与”性状“有关的”。类似地,当标记连锁于等位基因时和当标记的存在是等位基因是否存在于包含标记的植物/种质中的指示物时,则标记是“与”等位基因“有关的”。例如,“与增强的耐旱性有关的标记”是指这样的标记,其存在或不存在可以用来预测植物是否表现和/或以何种程度表现耐旱表型。
如在本文中所使用的,术语“回交”是指这样的过程,据此,将子代植物重复回交于它的亲代之一。在回交计划中,“供体”亲代是指具有所期望的待渐渗的基因或基因座的亲本植物。“受体”亲代(使用一次或多次)或“回归”亲代(使用两次或更多次)是指其中被渐渗基因或基因座的亲本植物。例如,参见Ragot,M.etal.Marker-assistedBackcrossing:APracticalExample,inTECHNIQUESETUTILISATIONSDESMARQUEURSMOLECULAIRESLESCOLLOQUES,Vol.72,pp.45-56(1995);和Openshawetal.,Marker-assistedSelectioninBackcrossBreeding,inPROCEEDINGSOFTHESYMPOSIUM“ANALYSISOFMOLECULARMARKERDATA,”pp.41-43(1994)。最初杂交产生F1代。术语“BC1”是指轮回亲本的第二次使用,“BC2”是指轮回亲本的第三次使用,等等。在一些实施方式中,重复进行回交,其中将每个连续回交代的子代个体本身回交于相同的亲代基因型。
厘摩(“cM”)是重组频率的度量单位。一cM等于由于在单代中的交换在一个基因座处的标记将与在第二基因座处的标记分离的1%的机会。
如在本文中所使用的,术语"染色体"是以在它的领域公认的含义加以使用:在细胞核中的自我复制的遗传结构,其包含细胞DNA并在它的核苷酸序列中携带基因的线性阵列。本文披露的玉蜀黍染色体数是指那些如在Perinetal.,2002中阐述的染色体数,其涉及由L'institutNationaldaIaRecherchéAgronomique(INRA;Paris,France)采用的参考命名系统。
如在本文中所使用的,短语"共有序列"是指构造的DNA的序列,其用来确定在基因座处的等位基因中的核苷酸差异(例如,SNP和插入/缺失多态性(Indelpolymorphisms))。共有序列可以是在基因座处的DNA的任何链并表示在基因座中在一个或多个位置处(例如,在一个或多个SNP处和/或在一个或多个插入/缺失处)的核苷酸。在一些实施方式中,共有序列用来设计用于检测在基因座中的多态性的寡核苷酸和探针。
术语“包含”,其和“包括”、“含有”、或“特征在于”是同义词,是包容性的或开放性的并且并不排除另外的、未列举的要素和/或方法步骤。“包含”是指确定的要素和/或步骤是存在的,但可以添加其它要素和/或步骤并且仍然在有关主题的范围内。
如在本文中所使用的,短语“由…组成”排除未具体列举的任何要素、步骤、或成分。例如,当短语“由…组成”出现在权利要求主体的分句中而不是紧接前序部分之后时,它仅限制在分句中阐述的要素,而不从作为整体的权利要求排除其它要素。
如在本文中所使用的,短语“基本上由…组成”将有关披露内容或权利要求的范围限于指定材料和/或步骤,并加上那些并不重大影响所披露和/或所要求的主题的基本和新颖特点的因素。例如,在一些实施方式中,本申请披露的主题涉及将有利的等位基因和/或单体型渐渗入玉米植物。包含某些有利的等位基因和/或单体型的一种基因座由SEQIDNO:7表示,其包括如本文阐述的9种不同的多态性,并具有9种不同的有利的等位基因。对于关于对应于SEQIDNO:7的基因座的任何给定的渐渗努力,上述方法可以“基本上由”渐渗特定的有利的等位基因“组成”,其选自上述9个多态位点,这意味着列举的有利的等位基因是渐渗入子代基因组中的仅有的有利的等位基因。然而,人们注意到,另外的多态基因座也将被渐渗入基因组,虽然其作用可能是未知的或不感兴趣的。
关于术语“包含”、“基本上由…组成”、和“由…组成”,在本文使用上述三个术语之一的情况下,本申请披露的和声称的主题可以包括使用其它两个术语的任何一个。例如,在一些实施方式中,本申请披露的主题涉及寡核苷酸引物,其包含SEQIDNO:118-399和402-413的任何一种。应当明了,因而本申请披露的主题还包括寡核苷酸引物,在一些实施方式中其基本上由SEQIDNO:118-399和402-113的任何一种组成,以及寡核苷酸引物,在一些实施方式中其由SEQIDNO:118-399和402-113的任何一种组成。类似地,还应当明了,在一些实施方式中,本申请披露的主题的方法包括在本文中披露的步骤,在一些实施方式中,本申请披露的主题的方法基本上由所披露的步骤组成,以及在一些实施方式中,本申请披露的主题的方法由本文披露的步骤组成。
如在本文中所使用的,术语“杂交”是指经由传粉来融合配子以产生子代(例如,细胞、种子或植物)。该术语涵盖有性杂交(另一植物对一植物的传粉)和自交(自花传粉,例如,当花粉和胚珠来自同一植物时)。术语“进行杂交(crossing)”是指经由传粉来融合配子以产生子代的作用。
如在本文中所使用的,术语"栽培品种(cultivar)"和“品种(variety)”是指一组类似植物,其借助于结构或遗传特点和/或行为表现可以区别于在相同物种(species)内的其它品种。
如在本文中所使用的,可互换地使用术语“所期望的等位基因”和“感兴趣的等位基因”来指与所期望的性状有关的等位基因。在一些实施方式中,“所期望的等位基因”和/或“感兴趣的等位基因”可以涉及给定性状的增加或降低,这取决于所期望的表型的特性。在一些实施方式中,“所期望的等位基因”和/或“感兴趣的等位基因”可以与形态特性、颜色等的变化有关。
如在本文中所使用的,术语“耐旱性”和“耐旱”是指在干旱胁迫条件下植物忍受和/或茁壮成长的能力。当相对于种质来使用时,该术语是指在干旱条件下来自种质的植物忍受和/或茁壮成长的能力。通常,如果植物或种质显示“增强的耐旱性”,则它被标记为“耐旱的”。
如在本文中所使用的,术语“增强的耐旱性”是指,和一种或多种对照植物相比(例如,亲代的一种或两种,或缺少与增强的耐旱性有关的标记的植物),一种或多种水优化表型的改善、增强、或增加。典型的水优化表型包括但不限于在标准水分百分比下的谷物产量(YGSMN)、收获时的谷物水分(GMSTP)、每块样地的谷物重量(GWTPN)、产量恢复%(PYREC)、产量减少(YRED)、散粉抽丝间隔(ASI)和荒芜%(PB)。因此,当各自生长在干旱胁迫条件下时,比其亲代的一种或两种呈现更高YGSMN的植物显示增强的耐旱性并且可以标记为“耐旱的”。
如在本文中所使用的,术语“原种(elite)”和“原种系(eliteline)”是指任何系,其基本上是纯合的并源于对所期望的农艺性状的培育和选择。
如在本文中所使用的,术语"基因"是指包括DNA序列的遗传单位,其占据在染色体上的特定位置并且其包含用于在生物体中的特定特征或性状的遗传指令。
“基因图谱”是在给定物种内在一个或多个染色体上在基因座之间的基因连锁关系的描述,通常以图表或表格形式加以描述。对于每个基因图谱,通过在它们之间的重组频率来测量基因座之间的距离。可以利用各种标记来检测在基因座之间的重组。基因图谱是作图群体、所使用的标记类型、和在不同种群之间每种标记的多态性潜力的产物。在基因座之间的顺序和遗传距离可以随基因图谱不同而不同。
如在本文中所使用的,短语"遗传标记"是指核酸序列(例如,多态性核酸序列),其已被鉴定为与感兴趣的基因座或等位基因有关并且其反映了在细胞或生物体中感兴趣的基因座或等位基因的存在或不存在。遗传标记的实例包括但不限于基因、DNA或RNA衍生序列、启动子、基因的任何非翻译区、微RNA、siRNA、QTL、转基因、mRNA、dsRNA、转录模式(转录谱,transcriptionalprofiles)、和甲基化模式(methylationpattern)。
如在本文中所使用的,术语“基因型”是指个体(或个体组)在一个或多个基因座处的基因组成,如对比与可观测的和/或可检测的和/或表现性状(表型)。通过个体已遗传自它的亲代的一个或多个已知基因座的等位基因和/或单体型来定义基因型。术语基因型可以用来指在单基因座处、在多基因座处个体的基因组成,或更通常地,术语基因型可以用来指对于在它的基因组中的所有基因来说个体的基因构成。基因型可以例如利用标记来间接表征,和/或通过核酸测序来直接表征。
如在本文中所使用的,术语“种质”是指个体(例如,植物)、个体组(例如,植物系、品种(variety)或家系(家族,family))、或源自株系、品种、物种、或培养物的克隆的遗传物质。种质可以是生物体或细胞的一部分,或可以独立于生物体或细胞。一般而言,种质提供具有特定的分子构成的遗传物质,其为生物体或细胞培养物的一些或所有遗传性质提供物理基础。如在本文中所使用的,种质包括细胞、种子或组织,从其可以生长新植物,以及植物部分,如叶、茎、花粉、或细胞,其可以被培养成完整的植物。
“单体型”是个体在多个基因座(即,等位基因的组合)处的基因型。通常,限定单体型的基因座是物理和基因连接的,即,在相同染色体区段上。术语“单体型”可以指在特定基因座(如单标记基因座)处的多态性、或沿着染色体区段在多基因座处的多态性。
“杂种优势群(heteroticgroup)”包括一组基因型,当杂交于来自不同杂种优势群的基因型时其表现良好。Hallaueretal.,Cornbreeding,inCORNANDCORNIMPROVEMENTp.463-564(1998)。基于若干标准如系谱、基于分子标记的关联、和在杂种组合中的行为表现,将近交系分为杂种优势群,并进一步细分为在杂种优势群内的家系(families)。Smithetal.,Theor.Appl.Gen.80:833(1990)。
如在本文中所使用的,术语“杂合的”是指基因状态,其中不同的等位基因位于在同源染色体上的相应的基因座处。如在本文中所使用的,术语“纯合的”是指基因状态,其中相同的等位基因位于在同源染色体上的相应的基因座处。人们注意到,上述两个术语均可以指在同源染色体上的单核苷酸位置、多个核苷酸位置(而不管是否毗连)、或整个基因座。
如在本文中所使用的,术语“杂种”是指当杂交至少两种基因不同的亲代时所产生的种子和/或植物。
如在本文中所使用的,当在核酸的情形内使用时,术语"杂种"是指通过互补核苷酸碱基之间的氢键合形成的双链核酸分子、或双链体。术语“杂交”和"退火"是指,通过互补碱基之间的氢键合,核酸序列的单链形成双螺旋区段的过程。
如在本文中所使用的,短语“测定”是指由IlluminaInc.(SanDiego,California,UnitedStatesofAmerica)出售的高通量基因分型测定,其可以产生SNP特异性PCR产物。在IlluminaInc.的万维网站和在Fanetal.,2006中详细描述了这种测定。
如在本文中所使用的,当用于描述杂交于包含多态性的DNA的核酸分子时,短语"紧邻"是指杂交于DNA序列的核酸,其直接邻接多态核苷酸碱基位置。例如,可以用于单碱基延伸测定的核酸分子是"紧邻"于多态性。
如在本文中所使用的,术语“改善的”、和其语法变体,是指植物或部分、子代、或其组织培养物,由于具有(或缺少)特定水优化相关的等位基因(如但不限于本文披露的那些水优化相关的等位基因),特点在于更高或更低含量的水优化相关性状,这取决于针对特定用途是否期望更高或更低含量。
如在本文中所使用的,术语“近交”是指基本上纯合的植物或品种。该术语可以指这样的植物或品种,其在整个基因组中是基本上纯合的,或其相对于特别感兴趣的基因组的一部分是基本上纯合的。
如在本文中所使用的,术语“插入/缺失”是指在一对核苷酸序列中的插入或缺失,其中第一序列可以称作具有相对于第二序列的插入或第二序列可以称作具有相对于第一序列的缺失。
如在本文中所使用的,术语“信息片段(informativefragment)”是指包含较大核苷酸序列的片段的核苷酸序列,其中上述片段便于鉴定在较大核苷酸序列内的一个或多个等位基因。例如,SEQIDNO:1的核苷酸序列的信息片段包含SEQIDNO:1的核苷酸序列的片段并便于鉴定一种或多种等位基因(例如,在SEQIDNO:1的位置115处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:1的位置270的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:1的位置301的位置处的T核苷酸、和/或在对应于位置483的位置处的A核苷酸)。
如在本文中所使用的,短语"询问位置(interrogationposition)"是指在固体载体上的物理位置,其可以被查询以获得一种或多种预定基因组多态性的基因分型数据。
如在本文中所使用的,术语“渐渗”是指将来自一种遗传背景的基因座的所期望的等位基因或所期望的等位基因的组合天然和人工传递到另一种遗传背景。例如,可以经由在相同物种的两个亲代之间的有性杂交将在指定基因座处的所期望的等位基因传递到至少一种子代,其中亲代的至少一种在它的基因组中具有所期望的等位基因。可替换地,例如,可以通过在两种供体基因组之间的重组(例如,在融合原生质体中),来传递等位基因,其中供体原生质体的至少一种在它的基因组中具有所期望的等位基因。所期望的等位基因可以是标记的所选等位基因、QTL、转基因等。可以将包含所期望的等位基因的后代重复回交于具有所期望的遗传背景并针对所期望的等位基因所选择的系,其结果是,所期望的等位基因变得固定在所期望的遗传背景中。例如,可以将与增强的耐旱性有关的标记从供体渐渗入并不耐旱的或仅部分耐旱的轮回亲本。然后可以重复回交获得的后代并加以选择,直到子代具有在轮回亲本背景中的耐旱性等位基因。
如在本文中所使用的,术语"分离的"是指核苷酸序列(例如,遗传标记),它没有这样的序列,其通常侧接植物基因组中的核苷酸序列的一侧或两侧。因此,短语“与玉蜀黍中的水优化性状有关的分离和纯化的遗传标记”可以是,例如,重组DNA分子,只要在自然发生的基因组中通常侧接重组DNA分子的核酸序列之一被除去或不存在。因而,分离的核酸包括但不限于:重组DNA,其存在为没有侧接序列存在的分开的分子(包括但不限于通过PCR或限制性内切酶处理所产生的基因组DNA片段);以及并入载体、自主复制质粒、或植物的基因组DNA作为杂交或融合核酸分子的一部分的重组DNA。
如在本文中所使用的,术语"连锁"是指一种现象,其中在相同染色体上的等位基因往往比出于偶然所预期的(如果它们的传递是独立的)更倾向于一起被传递。因此,当在下一代中在相同染色体上的两个等位基因彼此分离在一些实施方式中少于50%的时间,在一些实施方式中少于25%的时间,在一些实施方式中少于20%的时间,在一些实施方式中少于15%的时间,在一些实施方式中少于10%的时间,在一些实施方式中少于9%的时间,在一些实施方式中少于8%的时间,在一些实施方式中少于7%的时间,在一些实施方式中少于6%的时间,在一些实施方式中少于5%的时间,在一些实施方式中少于4%的时间,在一些实施方式中少于3%的时间,在一些实施方式中少于2%的时间,在一些实施方式中少于1%的时间,则将在相同染色体上的两个等位基因说成是"连锁的"。
因此,"连锁"通常意味着并且还可以指在染色体上的物理上接近。因而,如果两个基因座在一些实施方式中彼此在20厘摩(cM),在一些实施方式中15cM,在一些实施方式中12cM,在一些实施方式中10cM,在一些实施方式中9cM,在一些实施方式中8cM,在一些实施方式中7cM,在一些实施方式中6cM,在一些实施方式中5cM,在一些实施方式中4cM,在一些实施方式中3cM,在一些实施方式中2cM,以及在一些实施方式中1cM内,则两个基因座是连锁的。类似地,如果本申请披露的主题的产率(yield)基因座在一些实施方式中是在标记的20、15、12、10、9、8、7、6、5、4、3、2、或1cM内,则本申请披露的主题的产率基因座连锁于标记(例如,遗传标记)。
因此,术语“连锁”是指一种标记基因座伴随另一种标记基因座或一些其它基因座(例如,耐旱性基因座)的程度。在分子标记和表型之间的连锁关系可以给出为“概率”或“调整概率(adjustedprobability)”。连锁可以表示为所期望的限制或范围。例如,在一些实施方式中,当标记被分隔小于约50、40、30、25、20、或15图距单位(或cM)时,则任何标记连锁(基因上和物理上)于任何其它标记。
在本申请披露的主题的一些实施方式中,有利的是,限定连锁的划界范围(bracketedrange),例如,从约10cM和约20cM,从约10cM和约30cM,或从约10cM和约40cM。标记连锁于第二基因座越紧密,则上述标记越好地变成第二基因座的指示物。因此,“紧密连锁的基因座”如标记基因座和第二基因座显示约10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、或2%或更小的基因座间重组频率。在一些实施方式中,相关基因座显示约1%或更小的重组频率,例如,约0.75%、0.5%、0.25%或更小。以这样的距离定位于相同染色体上以致在两个基因座之间发生重组的频率小于约10%(例如,约9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.75%、0.5%、或0.25%、或更小)的两个基因座也可以被说成是彼此“邻近”。因为一个cM是在两个标记之间显示1%重组频率的距离,所以任何标记紧密连锁(基因上和物理上)于任何其它标记,其处于紧密靠近,例如,相距为或小于约10cM。在相同染色体上两个紧密连锁的标记可以被定位成彼此相隔约9、8、7、6、5、4、3、2、1、0.75、0.5或0.25cM或更小。
如在本文中所使用的,术语“连锁不平衡”是指基因座或性状(或两者)的非随机分离。在任何一种情况下,连锁不平衡意味着,沿着染色体的长度,相关基因座是足够的物理上接近,以致以大于随机(即,非随机)频率它们一起分离(在共分离性状的情况下,构成性状的基础的基因座是彼此足够接近)。显示连锁不平衡的标记被认为是连锁的。大于50%的时间,连锁的基因座共分离,例如,约51%至约100%的时间。换句话说,共分离的两个标记具有小于50%的重组频率(并且,根据定义,在相同染色体分隔小于50cM)。如在本文中所使用的,连锁可以是在两个标记之间,或可替换地在标记和表型之间。标记基因座可以“相关于”(连锁于)性状,例如,耐旱性。分子标记与表型性状的连锁度例如被测量为分子标记与表型的共分离的统计概率。
最通常利用度量r2来评估连锁不平衡,其是利用由Hill和Robertson,Theor.Appl.Genet.38:226(1968)描述的公式来计算。当r2=1时,在两个标记基因座之间存在完全连锁不平衡,这意味着,标记还没有通过重组而分开并具有相同的等位基因频率。r2高于1/3的值表明足够强连锁不平衡可用于作图。Ardlieetal.,NatureReviewsGenetics3:299(2002)。因而,当在成对标记基因座之间的r2值大于或等于约0.33、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、或1.0时,等位基因处于连锁不平衡状态。
如在本文中所使用的,术语“连锁平衡”描述一种情况,其中两个标记独立地分离,即,在子代之间随机地分选。显示连锁平衡的标记被认为是未连锁的(不论它们是否位于相同染色体上)。因此,短语"连锁不平衡"被定义为与在单代的许多个体的种群中配子类型的预计相对频率的变化,以致两个或更多基因座基因上作为连锁的基因座。如果在种群中等位基因S的频率是x,s是x',B是y,以及b是y',那么基因型SB的预计频率是xy,Sb的预计频率是xy',sB的预计频率是x'y,以及sb的预计频率是x’y',并且与这些频率的任何偏离是不平衡的实例。
如在本文中所使用的,短语"连锁群"是指位于相同染色体上的所有基因或遗传性状。在连锁群内,那些足够接近在一起的基因座可以在遗传杂交中呈现连锁。因为交换的概率随着在染色体上在基因座之间的物理距离的增加而增加,所以在直接的基因测试中,在连锁群内位置彼此远离的基因座不可能呈现任何可检测的连锁。术语"连锁群"主要用来指基因座,其在其中还未进行染色体定位的遗传系统中呈现连锁行为。因此,在目前情况下,术语"连锁群"是染色体的物理实体的同义词,虽然本领域技术人员将明了,连锁群还可以定义为对应于给定染色体的区(即,小于整体)。
“基因座”是在染色体上的位置,其中定位有基因或标记或等位基因。在一些实施方式中,基因座可以包括一个或多个核苷酸。
如在本文中所使用的,术语“玉米”是指玉蜀黍(ZeamaysL.ssp.Mays)的植物并且还称作“玉米”。
如在本文中所使用的,术语“玉米植物”包括全玉米植物、玉米植物细胞、玉米植物原生质体、玉米植物细胞或玉米组织培养物(从其可以再生玉米植物)、玉米植物愈伤组织(calli)、和玉米植物细胞,其在玉米植物或玉米植物的部分中是完整的,如玉米种子、玉米穗、玉米花、玉米子叶、玉米叶、玉米茎、玉米芽、玉米根、玉米根尖等。
如在本文中所使用的,术语“标记”、“遗传标记”、和“分子标记”可互换地用来指在染色体上的可识别位置,可以监测其遗传,和/或试剂,其可以用于用来可视化存在于染色体上的上述可识别位置处的核酸序列的差异的方法。因此,在一些实施方式中,标记包含已知或可检测的核酸序列。标记的实例包括但不限于遗传标记、蛋白质组成、肽水平、蛋白质水平、油组成、油水平、碳水化合物组成、碳水化合物水平、脂肪酸组成、脂肪酸水平、氨基酸组成、氨基酸水平、生物聚合物、淀粉组成、淀粉水平、可发酵淀粉、发酵产率、发酵效率(例如,在24、48、和/或72小时时被捕捉为可消化性)、能量产量、次生化合物、代谢物、形态特征、和农艺特性。因此,标记可以包含核苷酸序列,其已伴随感兴趣的等位基因并且其反映了在细胞或生物体中感兴趣的等位基因的存在或不存在,和/或试剂,其用来可视化在上述可识别位置处的核苷酸序列的差异。标记可以是但不限于等位基因、基因、单体型、限制性片段长度多态性(RFLP)、简单序列重复(SSR)、随机扩增多态DNA(RAPD)、剪切扩增多态序列(CAPS)(RafalskiandTingey,TrendsinGenetics9:275(1993))、扩增片段长度多态性(AFLP)(Vosetal.,NucleicAcidsRes.23:4407(1995))、单核苷酸多态性(SNP)(Brookes,Gene234:177(1993))、序列特征扩增区(SCAR)(ParanandMichelmore,Theor.Appl.Genet.85:985(1993))、序列标志位点(STS)(Onozakietal.,Euphytica138:255(2004))、单链构象多态性(SSCP)(Oritaetal.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA86:2766(1989))、简单序列间重复(ISSR)(Blairetal.,Theor.Appl.Genet.98:780(1999))、反转录转座子间扩增多态性(IRAP)、反转录转座子-微卫星扩增多态性(REMAP)(Kalendaretal.,Theor.Appl.Genet.98:704(1999))或RNA切割产物(如Lynx标志)。标记可以存在于基因组或表达核酸(例如,EST)中。术语标记还可以指用作探针或引物(例如,引物对)的核酸,按照本领域众所周知的方法,其用于扩增、杂交于和/或检测核酸分子。较大数目的玉米分子标记在本领域是已知的,并且公布或可获自各种来源,如MaizeGDB互联网资源和ArizonaGenomicsInstitute互联网资源(由亚利桑那大学运行)。
在一些实施方式中,标记对应于通过用一种或多种寡核苷酸来扩增玉蜀黍核酸,例如,通过聚合酶链反应(PCR),所产生的扩增产物。如在本文中所使用的,在标记的背景下,短语"对应于扩增产物"是指一种标记,该标记具有核苷酸序列,其相同于通过用特定组的寡核苷酸扩增玉蜀黍基因组DNA所产生的扩增产物(便于通过扩增反应本身和/或自然发生的和/或人工等位基因差异所引入的突变)。在一些实施方式中,扩增是通过PCR,以及寡核苷酸是PCR引物,其用来杂交于玉蜀黍基因组DNA的相反链,以扩增在玉蜀黍基因组DNA中PCR引物所杂交的序列之间存在的玉蜀黍基因组DNA序列。来自一轮和或多轮扩增(利用引物的上述排列)的扩增片段是双链核酸,该双链核酸的一条链具有核苷酸序列,其以5’至3'的次序包含引物之一的序列、位于引物之间的玉蜀黍基因组DNA的序列、和第二引物的反向互补序列。通常,"正向"引物指定为这样的引物,其具有和待扩增的双链核酸的(任意指定)″顶部"链的子序列相同的序列,以致扩增片段的"顶部"链包括核苷酸序列,其在5’至3'方向等于正向引物的序列-位于基因组片段的顶部链的正向和反向引物之间的序列-反向引物的反向互补序列。因此,"对应于"扩增片段的标记是这样的标记,其具有和扩增片段的链的一种相同的序列。
可以通过在本领域中很好确立的方法来检测对应于种群的成员之间的遗传多态性的标记。这些方法包括,例如,核酸测序、杂交方法、扩增方法(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、同工酶标记的检测、多核苷酸多态性的检测(通过等位基因特异性杂交(ASH))、植物基因组的扩增可变序列的检测、自动维持序列复制的检测、简单序列重复(SSR)的检测、单核苷酸多态性(SNP)的检测、和/或扩增片段长度多态性(AFLP)的检测。还已知很好确立的方法用于检测表达序列标签(EST)和SSR标记,其源自EST序列和随机扩增多态DNA(RAPD)。
“标记等位基因”,还描述为“标记基因座的等位基因”,可以指在对于标记基因座为多态的种群中的标记基因座处发现的多种多态核苷酸序列的一种。
如在本文中所使用的,短语"标记测定"是指利用特定方法在特定基因座处检测多态性的方法,如但不限于测量至少一种表型(如种子颜色、油含量、或视觉可检测性状);基于核酸的测定,包括但不限于限制性片段长度多态性(RFLP)、单碱基延伸、电泳、序列对比、等位基因特异性寡核苷酸杂交(ASO)、随机扩增多态DNA(RAPD)、基于微阵列的技术、测定、测定分析、核酸测序技术;肽和/或多肽分析;或可以用来在生物体中的感兴趣的基因座处检测多态性的任何其它技术。
“标记辅助选择”(MAS)是一种过程,借此,基于标记基因型来选择表型。
“标记辅助反选择”是一种过程,借此,标记基因型用于鉴定将不被选择的植物,从而便于将它们从育种计划或种植中除去。
如在本文中所使用的,术语“标记基因座”是指在生物体的基因组中的特定的染色体位置,其中可以发现特定标记。标记基因座可以用来跟踪第二连锁的基因座的存在,例如,连锁的基因座,其编码表型性状或有助于表型性状的表达。例如,标记基因座可以用来监测在基因座处等位基因的分离,如QTL或单基因,其基因或物理上连锁于标记基因座。
如在本文中所使用的,术语“标记探针”和“探针”是指核苷酸序列或核酸分子,其可以用来检测在标记基因座内一种或多种特定等位基因的存在(例如,核酸探针,通过核酸杂交,其互补于所有或部分的标记或标记基因座)。包含约8、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100或更多相邻核苷酸的标记探针可以用于核酸杂交。可替换地,在一些方面,标记探针是指任何类型的探针,其能够区分(即,基因分型)在标记基因座处存在的特定等位基因。
如在本文中所使用的,术语“分子标记”可以用来指遗传标记(如上文所定义的)、或其编码产物(例如,蛋白质),当鉴定连锁的基因座时它们用作参比点。分子标记可以源自基因组核苷酸序列或源自表达的核苷酸序列(例如,源自剪接RNA、cDNA等)。该术语还指互补于或侧接标记序列的核苷酸序列,如用作能够扩增标记序列的探针和/或引物的核苷酸序列。当在溶液中核苷酸序列特异性地杂交时,例如,按照沃森-克里克碱基配对法则,则核苷酸序列是“互补的”。当位于插入/缺失区时,本文描述的一些标记还称作杂交标记。这是因为,根据定义,插入区是相对于没有插入的植物的多态性。因此,标记仅需要表明,插入/缺失区是存在或不存在。任何适宜的标记检测技术可以用来鉴定这样的杂交标记,例如,在本文提供的实施例中使用了SNP技术。
在一些实施方式中,本申请披露的主题提供了用于在本文披露的玉米基因座中确定遗传多态性的存在的标记。可以利用本申请披露的主题的组合物和方法加以分析的基因座包括但不限于这样的基因座,其在本文中称作“ZmAdh1-1s”、“ZmBglcn”、“ZmCat1”、“ZmDhn1”、“ZmDhn2”、“ZmDr1”、“ZmDr2”、“ZmDr3”、“ZmDr3”、“ZmDr4”、“ZmDr5”、“ZmDr6”、“ZmDr7”、“ZmDr8”、“ZmDr9”、“ZmDr10”、“ZmDr12”、“ZmDr16”、“ZmDr17”、“ZmH2B1”、“ZmHsp70”、“Zmlga4”、“ZmLOC100276591”、“ZmMa3”、“ZmPK4”、“ZmRIC1”、“ZmZCN6”、“Zpu1”、“ZmDrA”、“ZmDrB”、“ZmDrC”、“ZmDrD”、“ZmDrE”、“ZmDrF”、“ZmDrG”、“ZmDrH”、“ZmDrI”、“ZmDrj”、“ZmDrk”、“ZmDrL”、和“ZmDrM”,因而这些术语指这样的基因组区和/或基因座,其连锁于在玉蜀黍染色体上存在的水优化相关性状并且如在下文中详细描述的。上文总结了源自这些基因座的典型的基因组核苷酸序列。
术语“ZmAdh1-1s”是指在玉蜀黍第1号染色体上的基因座,其编码醇脱氢酶1基因(Dennisetal.,1984)。源自ZmAdh1-1s基因座的典型的基因产物可以参见登录号X04049和P00333。
术语“ZmBglcn”是指在玉蜀黍第3号染色体上的基因座,其编码玉米1,3-β-葡聚糖酶多肽(Wuetal.,1994)。源自ZmBglcn基因座的典型的基因产物可以参见登录号M95407和AAA74320。
术语“ZmCat1”是指在玉蜀黍第5号染色体上的基因座,其编码玉米过氧化氢酶(catalast)1多肽(Guan&Scandalios,1993)。源自ZmCat1基因座的典型的基因产物可以参见登录号X60135和CAA42720。
术语“ZmDhn1”是指在玉蜀黍第6号染色体上的基因座,其编码玉米脱水素-1(dhn1)多肽(Closeetal.,1989)。源自ZmDhn1基因座的典型的基因产物可以参见登录号X15290和CAA33364。
术语“ZmDhn2”是指在玉蜀黍第4号染色体上的基因座,其编码玉米脱水素-2(dhn2)多肽。源自ZmDhn2基因座的典型的基因产物可以参见登录号L35913和AA33480。
术语“ZmDr1”是指玉蜀黍基因座,其在一些实施方式中对应于登录号AY105200。
术语“ZmDr2”是指玉蜀黍基因座,其在一些实施方式中对应于登录号AF043347。
术语“ZmDr3”是指玉蜀黍基因座,其在一些实施方式中对应于登录号AC206638.3的核苷酸120,959-121,302,以及在一些实施方式中对应于登录号AF043347。
术语“ZmDr4”是指玉蜀黍基因座,其在一些实施方式中对应于登录号AY103545。
术语“ZmDr5”是指玉蜀黍基因座,其在一些实施方式中对应于登录号AY109606。
术语“ZmDr6”是指玉蜀黍基因座,其编码玉米钙调蛋白结合蛋白。源自ZmDr6基因座的典型的基因产物可以参见登录号L01497、NM_001158968、AAA33447、和NP_001152440。
术语“ZmDr7”是指玉蜀黍基因座,其编码玉米蔗糖转运蛋白。源自ZmDr7基因座的典型的基因产物可以参见登录号AB008464、NM_001111370、BAA83501、和NP_001104840。
术语“ZmDr8”是指玉蜀黍基因座,其在一些实施方式中对应于登录号EU976286。
术语“ZmDr9”是指玉蜀黍基因座,其在一些实施方式中对应于登录号AC196196.4的核苷酸75,481-76,499。
术语“ZmDr10”是指玉蜀黍基因座,其在一些实施方式中对应于登录号DQ245017。
术语“ZmDr12”是指玉蜀黍基因座,其在一些实施方式中对应于登录号AI770817。
术语“ZmDr16”是指玉蜀黍基因座,其在一些实施方式中对应于登录号NM_001156978。
术语“ZmDr17”是指玉蜀黍基因座,其在一些实施方式中对应于登录号AC231410.4的核苷酸60,463-60,838。
术语“ZmDrA”是指在玉蜀黍第7号染色体上的基因座,其编码电压依赖性阴离子通道蛋白。源自ZmDrA基因座的典型的基因产物可以参见登录号BT018647。
术语“ZmDrB”是指玉蜀黍基因座,其编码木聚糖内水解酶蛋白(xylanendohydrolasprotein)。源自ZmDrB基因座的典型的基因产物可以参见登录号AI691894。
术语“ZmDrC”是指玉蜀黍基因座,其编码海藻糖-P-合酶蛋白。源自ZmDrC基因座的典型的基因产物可以参见登录号AY110270。
术语“ZmDrD”是指在玉蜀黍第5号染色体上的基因座,其编码枯草杆菌蛋白酶-胰凝乳蛋白酶抑制剂2蛋白。源自ZmDrD基因座的典型的基因产物可以参见登录号BT066886。
术语“ZmDrE”是指在玉蜀黍第8号染色体上的基因座,其编码豆球蛋白样蛋白(cl2-1)蛋白。源自ZmDrE基因座的典型的基因产物可以参见登录号NM_001111592和NP_001105062。
术语“ZmDrF”是指在玉蜀黍第9号染色体上的基因座,其编码假定纤维素合酶蛋白。源自ZmDrF基因座的典型的基因产物可以参见登录号BT067558和ACN34455。
术语“ZmDrG”是指在玉蜀黍第5号染色体上的基因座,其在一些实施方式中对应于登录号AI691276。
术语“ZmDrH”是指在玉蜀黍第5号染色体上的基因座,其在一些实施方式中对应于登录号AI665888。
术语“ZmDrI”是指在玉蜀黍第3号染色体上的基因座,其在一些实施方式中对应于登录号AI737958。
术语“ZmDrJ”是指在玉蜀黍第5号染色体上的基因座,其编码mcm5DNA复制因子蛋白。源自ZmDrJ基因座的典型的基因产物可以参见登录号AI666237。
术语“ZmDrK”是指玉蜀黍基因座,该基因座编码无机磷酸酶蛋白,其在一些实施方式中对应于登录号AC191554.3的核苷酸28,345-29,279。
术语“ZmDrL”是指在玉蜀黍第9号染色体上的基因座,其编码晚期胚胎高丰度样蛋白(lateembryonicabundant-likeprotein)。源自ZmDrL基因座的典型的基因产物可以参见登录号AY105938。
术语“ZmDrM”是指在玉蜀黍第7号染色体上的基因座,其编码己糖转运体蛋白。源自ZmDrM基因座的典型的基因产物可以参见登录号NM_001154535和NP_001148007。
术语“ZmH2B1”是指在玉蜀黍第4号染色体上的基因座,其编码玉蜀黍组蛋白2B1。源自ZmDr6基因座的典型的基因产物可以参见登录号AI737900。
术语“ZmHsp70”是指在玉蜀黍第1号染色体上的基因座,其编码玉米热激同源70kDa蛋白2蛋白。源自ZmDr7基因座的典型的基因产物可以参见登录号EU971059、NM_001154726、和NP_001148198。
术语“Zmlga4”是指在玉蜀黍第8号染色体上的基因座,其编码liguleless4(lg4)蛋白。源自Zmlga4基因座的典型的基因产物可以参见登录号AF457121、NM_001111614、AAM27190、和NP_001105084。
术语“ZmLOC100276591”是指基因座,其在一些实施方式中对应于登录号NM_001150343和NP_001143815。
术语“ZmMa3”是指在玉蜀黍第2号染色体上的基因座,其编码玉米拓扑异构酶样凋亡蛋ma-3。源自ZmMa3基因座的典型的基因产物可以参见登录号NM_001154442和NP_001147914。
术语“ZmPK4”是指在玉蜀黍第8号染色体上的基因座,其编码玉米蛋白激酶PK4蛋白。源自ZmPK4基因座的典型的基因产物可以参见登录号AF141378、NM_001111470、AAF22219、和NP_001104940。
术语“ZmRIC1”是指在玉蜀黍第8号染色体上的基因座,其编码玉米ras相关蛋白RIC1。源自ZmRIC1基因座的典型的基因产物可以参见登录号EU952511、NM_001137272、ACG24629、和NP_001130744。
术语“ZmZCN6”是指在玉蜀黍第4号染色体上的基因座,其编码玉米ZCN6蛋白。源自ZmZCN6基因座的典型的基因产物可以参见登录号EU241897、NM_001112774、ABX11008、和NP_001106245。
术语“Zpu1”是指在玉蜀黍第2号染色体上的基因座,其编码支链淀粉酶型淀粉脱支酶(zpu1)蛋白。源自Zpu1基因座的典型的基因产物可以参见登录号AF080567、NM_001111450、AAD11599、和NP_001104920。
如在本文中所使用的,短语“天然性状”是指在某些作物种质中的任何现有的单基因或寡基因性状。当通过分子标记加以鉴定时,获得的信息可以用于通过本文披露的水优化相关性状的标记辅助培育来改善种质。
“玉米的非天然品种”是在自然界中并不自然存在的玉米的任何品种。可以通过本领域已知的任何方法来产生“玉米的非天然品种”,上述方法包括但不限于转化玉米植物或种质、转染玉米植物或种质、以及杂交玉米的自然发生的品种和玉米的非天然品种。在一些实施方式中,“玉米的非天然品种可以包含多种异源核苷酸序列的一种。在一些实施方式中,“玉米的非天然品种”可以包含自然发生的核苷酸序列的一种或多种非天然拷贝(即,在玉米中自然发生的基因的外来拷贝)。
“非硬杆(non-stiffstalk)”杂种优势群是在美国北部和加拿大玉米种植区中的主要杂种优势群。它还可以称作“Lancaster”或“LancasterSureCrop”杂种优势群。
如在本文中所使用的,术语“核苷酸序列”、“多核苷酸”、“核酸序列”、“核酸分子”和“核酸片段”是指RNA或DNA的多聚体,其是单或双链的,可选地包含合成、非天然和/或改变的核苷酸碱基。“核苷酸”是从其构造DNA或RNA多聚体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)通过它们的单字母标识称作:“A”表示腺苷酸或脱氧腺苷酸(分别表示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,以及“N”表示任何核苷酸。
如在本文中所使用的,术语“核苷酸序列同一性”是指在两个多核苷酸的相应位置存在相同的核苷酸。如果当为获得最大对应进行序列对比(例如,用比较窗口)时在两个多核苷酸中的核苷酸的序列是相同的,则多核苷酸具有"相同的"序列。通常通过相对于比较窗口来比较两个序列的部分以进行两个或更多多核苷酸之间的序列比较,从而鉴定和比较序列相似性的局部区域。比较窗口通常为约20至200个相邻核苷酸。可以相对于比较窗口,通过比较两个最佳对齐序列来确定多核苷酸的"序列同一性的百分比",如约50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、98、99或100%序列同一性,其中,和用于两个序列的最佳对齐的参比序列相比,在比较窗口中的部分的多核苷酸序列可以包括添加或缺失(即,缺口)。百分比的计算如下:(a)确定在两个序列中发生相同核酸碱基的位置的数目;(b)匹配位置的数目除以在比较窗口中的位置的总数;以及(c)用100乘以结果。还可以通过已知算法的计算机化实现、或通过目视检查,来进行用于比较的序列的最佳对齐。现成的序列比较和多序列对比算法分别为BasicLocalAlignmentSearchTool(BLAST)和ClustalW程序(均可获自互联网)。其它适宜的程序包括但不限于GAP、BestFit、PlotSimilarity、和FASTA,其是可获自Accelrys,Inc.(SanDiego,California,UnitedStatesofAmerica)的AccelrysGCGPackage的一部分。在一些实施方式中,序列同一性的百分比是指相对于待比较的序列之一的全长的序列同一性。在一些实施方式中,用来确定序列同一性的百分比的计算在计算中并不包括任何核苷酸位置,其中任何一种比较的核酸包括“N”(即,其中任何核苷酸可以存在于该位置)。
如在本文中所使用的,术语“荒芜%”(PB)是指在给定区域(例如,样地)中无谷粒植物的百分比。它通常表示为植物/样地的百分比并且可以计算为:
(在样地中无谷粒植物的数目/在样地中植物的总数)x100
如在本文中所使用的,术语“产量恢复%”(percentyieldrecovery,PYREC)是指,和基因相同但缺少等位基因和/或等位基因的组合的植物的产量相比,等位基因和/或等位基因的组合对在干旱胁迫条件下生长的植物的产量的影响。PYREC计算为:
[1-(在充分灌溉(具有感兴趣的等位基因)下的产量–在干旱条件下(具有感兴趣的等位基因)的产量)/在充分灌溉(没有感兴趣的等位基因)下的产量-在干旱条件下(没有感兴趣的等位基因)的产量]x100
通过非限制性的举例的方式,如果在充分灌溉条件下对照植物产生200蒲式耳(bushel),但在干旱胁迫条件下仅产生100蒲式耳,那么它的百分比产量损失将计算为50%。如果以其它方式遗传上相同的包含感兴趣的等位基因的杂种在干旱胁迫条件下产生125蒲式耳并且在充分灌溉条件下产生200蒲式耳,那么百分比产量损失将计算为37.5%以及PYREC将计算为25%[1.00-(200-125)/(200-100)x100)]。
如在本文中所使用的,短语“谷物产量-水分充足(GrainYield–WellWatered)”是指来自获得足够的灌溉以防止植物在它们的生长周期中受到水分胁迫的区域的产量。在一些实施方式中,以蒲式耳/英亩来表示这种性状。
如在本文中所使用的,短语“产量减少-杂种”是指获自在胁迫和非胁迫条件下生长的杂种产量试验的计算性状。对于给定杂种,它等于:
在一些实施方式中,这种性状表示为%蒲式耳/英亩。
如在本文中所使用的,短语“产量减少-近交”是指获自在胁迫和非胁迫条件下生长的近交产量试验的计算性状。对于给定近交(系),它等于:
在一些实施方式中,这种性状表示为%蒲式耳/英亩。
如在本文中所使用的,短语“散粉抽丝间隔”(ASI)是指当植物开始脱落花粉(开花)时和它开始产生穗丝(雌性)时之间的差异(在一些实施方式中,以天为单位来表示)。基于每个样地并针对开花和抽丝来收集数据并计算差异。
如在本文中所使用的,短语“荒芜%”是指在给定区域(样地)中无谷粒植物的百分比。它通常表示为%植物/样地并且可以计算为:
如在本文中所使用的,术语“表型”、“表型性状”或“性状”是指生物体的一种或多种性状。可以通过肉眼、或通过本领域已知的任何其它评估方式,例如,显微镜检术、生化分析、或电机检测,来观测表型。在一些情况下,表型直接受控于单基因或基因座,即,“单基因性状”。在其它情况下,表型是若干种基因的结果。人们注意到,如在本文中所使用的,术语“水优化表型”考虑到可能影响水优化的环境条件,以致水优化效应是真实和可重复的。
如在本文中所使用的,术语“植物”可以指完整的植物、其任何部分、或源自植物的细胞或组织培养物。因此,术语“植物”可以指任何的完整的植物、植物成分或器官(例如,叶、茎、根等)、植物组织、种子和/或植物细胞。
植物细胞是植物的细胞、获自植物的细胞、或通过培养源自获自植物的细胞的细胞。因此,术语"植物细胞"包括但不限于在种子、悬浮培养物、胚胎、分生组织区、愈伤组织、叶、茎干、配子体、孢子体、花粉、和小孢子内的细胞。短语“植物部分"是指植物的一部分,包括单细胞和细胞组织如在植物中为完整的植物细胞、细胞团(cellclumps)、和可以从其再生植物的组织培养物。植物部分的实例包括但不限于单细胞和组织,其来自花粉、胚珠、叶、胚胎、根、根尖、花药、花、果实、茎、茎干、和种子;以及接穗(scion)、根状茎、原生质体、愈伤组织等。
如在本文中所使用的,术语“多态性”是指在基因座处核苷酸序列的变异,其中所述变异太常见以致不可能是仅仅由于自发突变。在种群中,多态性必须具有至少约1%的频率。多态性可以是单核苷酸多态性(SNP)、或插入/缺失多态性,本文中还称作“插入/缺失”。另外,变异可以是转录模式或甲基化模式的变异。可以通过比较在两种或更多种种质实体的一个或更多基因座处的核苷酸序列来确定核苷酸序列的多态位点。
如在本文中所使用的,术语"种群"是指具有共同的遗传衍化的植物遗传异质集合。
如在本文中所使用的,术语"引物"是指寡核苷酸,其能够退火到核酸靶(在一些实施方式中,特异性地退火到核酸靶),便于DNA聚合酶进行连接,从而当被放置在其中诱导引物延伸产物的合成的条件下(例如,在有核苷酸和用于聚合的制剂如DNA聚合酶存在的条件下和在适宜的温度和pH下)时用作DNA合成的起始点。在一些实施方式中,多种引物用来扩增玉蜀黍核酸(例如,利用聚合酶链反应;PCR)。
如在本文中所使用的,术语"探针"是指核酸(例如,单链核酸或双链或更高级核酸的链、或其子序列),其可以和靶核酸序列中的互补序列形成氢键合双链体。通常,探针具有足够的长度以和它的补体形成稳定的和序列特异的双链体分子,因此在一些实施方式中可以用来检测在多种核酸中存在的感兴趣的序列。
如在本文中所使用的,术语“子代”和“子代植物”是指产生自一种或多种亲代植物的无性或有性繁殖的植物。可以通过克隆或自交单亲代植物、或通过杂交两种亲本植物来获得子代植物。因而,短语"子代植物”是指任何植物,其作为子代获自一种或多种亲代植物或其后代的无性或有性繁殖。例如,子代植物可以通过亲代植物的克隆或自交或通过杂交两种亲本植物来获得,并且包括自交以及F1或F2或更进一步的代。F1是产生自亲代的第一代子代,亲代的至少一种首次用作性状的供体,而第二代(F2)或随后代(F3、F4等)的子代是产生自F1、F2等的自交、互交、回交、或其它杂交的样品。因而F1可以是(并在一些实施方式中是)获自两种纯育(truebreeding)亲代(即,纯育的亲代各自对于感兴趣的性状或其等位基因是纯合的)之间的杂交的杂种,而F2可以是(并在一些实施方式中是)获自F1杂种的自花传粉的子代。
如在本文中所使用的,短语"数量性状基因座"(QTL)是指基因座,其在一定程度上控制可用数值表示的性状,该性状在一些实施方式中是连续分布的。在一些实施方式中,QTL包含水优化相关基因座。如在本文中所使用的,短语“水优化相关基因座”在本文中用来指包含与水优化相关性状的表达有关的等位基因的染色体区(例如,以基因或调节序列的形式)。因此,与水优化性状"有关的"基因座是指位于一个或多个染色体上的一个或多个区,其包括至少一种基因,该基因的表达会影响水优化,和/或至少一个调节区,其控制与一种或多种水优化性状有关的一种或多种基因的表达。可以通过利用一种或多种分子基因组标记,指定在给定玉蜀黍植物的基因组中它们的基因位置,来定义基因座。一种或多种标记反过来指示特定基因座。通常通过在相同染色体中在基因座之间的交换频率来测量基因座之间的距离。相距较远的两个基因座将更有可能在它们之间发生交换。相反地,如果两个基因座靠在一起,则在它们之间不大可能发生交换。通常,一个厘摩(cM)等于在基因座之间的1%重组。当可以用多个标记来指示QTL时,在终点标记(end-pointmarkers)之间的遗传距离反映了QTL的大小。
如在本文中所使用的,短语"重组"是指在相似或相同核苷酸序列的区中在两个DNA分子或成对染色体的染色单体之间DNA片段的交换。"重组事件"在本文中是指减数分裂交换。
如在本文中所使用的,术语“参比序列”是指用作核苷酸序列比较的基础的确定的核苷酸序列。例如,通过在感兴趣的基因座处基因分型若干系,用序列对比程序对核苷酸序列进行序列对比,然后获得序列对比的共有序列,来获得用于标记的参比序列。因而,参比序列确定在基因座处在等位基因中的多态性。参比序列可以不是来自任何特定生物体的实际核酸序列的拷贝;然而,它可以用于设计用于在基因座中的实际多态性的引物和探针。
如在本文中所使用的,术语"再生"和其语法变体是指从组织培养物来生产植物。
如在本文中所使用的,短语"所选择的等位基因"、“所期望的等位基因”、和“感兴趣的等位基因”可互换地用来指核酸序列,其包括与所期望的性状有关的多态等位基因。人们注意到,“所选择的等位基因”、“所期望的等位基因”、和/或“感兴趣的等位基因”可以关联于所期望的性状的增加或所期望的性状的降低,这取决于在渐渗植物中寻求产生的表型的特性。
如在本文中所使用的,短语"单核苷酸多态性"、或"SNP”,是指多态性,其构成在两个核苷酸序列之间的单碱基对差异。如在本文中所使用的,术语“SNP”还指在两个核苷酸序列之间的差异,鉴于在序列的单个位点处发生的其它变更,其来自序列的简单变更。例如,术语“SNP”不仅用来指单核苷酸有所不同的序列(由于相对于其它序列,在一个序列中核酸替代的结果),而且用来指1、2、3、或更多核苷酸有所不同的序列(由于相对于其它序列,在一个序列中的单个位点处缺失1、2、3、或更多核苷酸的结果)。应当明了,在两个序列彼此间的不同仅在于相对于其它序列在一个序列的单个位点处缺失1、2、3、或更多核苷酸的情况下,这种相同的情况可以被看作是相对于其它序列在一个序列的单个位点处添加1、2、3、或更多核苷酸,这取决于两个序列的哪个序列被看作是参比序列。因而术语“SNP”还涵盖单个位点插入和/或缺失。
“硬杆(StiffStalk)”杂种优势群是美国北部和加拿大玉米种植区中的主要杂种优势群。它还可以称作“IowaStiffStalkSynthetic”或“BSSS”杂种优势群。
如在本文中所使用的,短语"严格杂交条件"是指这样的条件,在该条件下多核苷酸杂交于它的靶子序列(通常在核酸的复杂混合物中),但基本上不杂交于其它序列。严格条件是序列依赖性的并且在不同的情况下可以是不同的。
较长序列通常在较高温度下特异性地杂交。关于核酸的杂交的广泛指导可参见Tssen,1993。通常,严格条件选择为在确定的离子强度pH下比特定序列的热熔点(Tm)低约5-10°C。Tm是温度(在确定的离子强度、pH、和核酸浓度下),在该温度下并在平衡状态下,50%的互补于靶的探针杂交于靶序列(当靶序列过量存在时,在Tm下并在平衡状态下,50%的探针被占据)。典型的严格条件是那些严格条件,其中在pH7.0至8.3下盐浓度小于约1.0M钠离子,通常约0.01至1.0M钠离子浓度(或其它盐),并且对于短探针(例如,10至50个核苷酸)温度为至少约30°C以及对于长探针(例如,大于50个核苷酸)温度为至少约60°C。
还可以借助于添加去稳定剂如甲酰胺,来实现严格条件。另外的典型的严格杂交条件包括50%甲酰胺、5xSSC、和1%SDS,在42°C下温育;或SSC、1%SDS,在65°C下温育;在65°C下在0.2xSSC和0.1%SDS中一次或多次洗涤。对于PCR,约36°C的温度通常用于低严格性扩增,虽然退火温度可以为约32°C至48°C(或更高),这取决于引物长度。在许多参考文献中提供了用于确定杂交参数的另外的指导(参见例如,Ausubeletal.,1999)。
如在本文中所使用的,短语“测定”是指利用PCR并基于由AppliedBiosystems,Inc.(福斯特城,加利福尼亚,美国)出售的测定进行的实时序列检测。对于鉴定标记,测定可以开发用于育种计划。
如在本文中所使用的,术语“试验者(tester)"是指在与一种或更多种其它系的测交中所使用的系,其中试验者和测试的系是基因相异的。试验者可以是相对于交叉系的等基因系。
如在本文中所使用的,术语“性状”是指感兴趣的表型、有助于感兴趣的表型的基因、以及与有助于感兴趣的表型的基因有关的核酸序列。例如,“水优化性状”是指水优化表型以及有助于水优化表型的基因和与水优化表型有关的核酸序列(例如,SNP或其它标记)。
如在本文中所使用的,术语"转基因"是指通过某种形式的人工转移技术引入生物体或它的祖先(ancestor)的核酸分子。因而人工转移技术产生“转基因生物”或“转基因细胞”。应当明了,人工转移技术可以发生在祖先生物体(或其中的细胞和/或可以发育成祖先生物体的细胞)中,并且具有人工转移核酸分子或其片段的任何子代个体仍然被认为是转基因的,即使一个或多个自然和/或辅助培育导致人工转移核酸分子存在于子代个体中。
标记的“不利的等位基因”是标记等位基因,其分离自不利的植物表型,因而可以用来鉴定可以从育种计划或种植除去的植物。
如在本文中所使用的,术语“水优化(wateroptimization)”是指植物、它的部分、或它的结构的任何度量,其可以加以测量和/或量化,以和欠佳的水供应的条件(例如,干旱)相比来评估在足够的水供应的条件下植物生长和发育的程度或速率。因此,“水优化性状”是任何性状,其可以表明在与水供应有关的生长条件的不同组合下会影响植物产量。
类似地,“水优化”可以被看作是“表型”,如在本文中所使用的,其是指细胞或生物体的可检测、可观测、和/或可测量的特征。在一些实施方式中,表型至少部分地基于细胞或生物体的基因构成(本文中称作细胞或生物体的“基因型”)。典型的水优化表型是在标准水分百分比下的谷物产量(YGSMN)、收获时的谷物水分(GMSTP)、每块样地的谷粒重量(grainweightperplot,GWTPN)、和产量恢复%(PYREC)。人们注意到,如在本文中所使用的,术语“表型”考虑到环境(例如,环境条件)如何可以影响水优化以致水优化效应是真实和可重复的。如在本文中所使用的,术语“产量减少”(YD)是指在胁迫条件下生长的植物的产量降低的程度。YD计算为:
[(在非胁迫条件下的产量-在胁迫条件下的产量)/在非胁迫条件下的产量]x100
II.分子标记、水优化相关基因座、和用于测定核酸序列的组合物
分子标记用于核酸序列的差异的可视化。这种可视化可以起因于在用限制酶消化以后的DNA-DNA杂交技术(例如,RFLP)和/或起因于利用聚合酶链反应的技术(例如,STS、SSR/微卫星、AFLP等)。在一些实施方式中,在基于这些亲代基因型的杂交的作图群体中,在两种亲代基因型之间的所有差异会分离。可以比较不同标记的分离,并且可以计算重组频率。用于作图植物中的标记的方法披露于,例如,Glick&Thompson,1993;Zietkiewiczetal.,1994。在不同染色体上分子标记的重组频率通常为50%。在位于相同染色体上的分子标记之间,重组频率通常取决于在标记之间的距离。低重组频率通常对应于在染色体上的标记之间的较小遗传距离。比较所有重组频率导致在染色体上分子标记的最合乎逻辑的顺序。可以在连锁图中描述这种最合乎逻辑的顺序(Paterson,1996)。在连锁图上的与增加的水优化有关的一组相邻或连续标记可以提供与增加的水优化有关的MTL的位置。可以在生物体的基因组中定位关联特定表型,如耐旱性,的基因座。通过鉴定和感兴趣的性状共分离的标记或标记簇(clusterofmarkers),育种者能够快速选择所期望的表型,其中通过选择适当的标记(称作标记辅助选择的过程,或MAS)。这样的标记还可以由育种者用来用计算机(insilico)设计基因型以及用于实施全基因组选择。
在一些实施方式中,本申请披露的主题提供了与增强的耐旱性/水优化有关的标记。这些标记和/或其它连锁的标记的检测可以用来鉴定、选择和/或产生耐旱植物和/或用来从育种计划或种植中消除并不耐旱的植物。
本申请披露的主题提供了与改善的水优化性状有关的标记。本申请披露的主题的标记可以包含在一个或多个基因座处的单等位基因或等位基因的组合。在一些实施方式中,一个或多个等位基因的特点在于一个或多个基因座,其选自但不限于由SEQIDNO:1-117、400、和401表示的基因座,其位于玉蜀黍基因组中,具体如下:
(i)SEQIDNO:1源自玉蜀黍Zmlga4基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:1的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:118中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:119中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在核苷酸位置115、270、301、和483处的单核酸多态性,并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:1的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(ii)SEQIDNO:2源自水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:2的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:120中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:121中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在核苷酸位置100和264-271处的单核酸多态性,并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的SEQIDNO:2的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(iii)SEQIDNO:3源自玉蜀黍ZmDr1基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:2的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:122中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:123中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:3的核苷酸位置216处的单核酸多态性,并且包含在玉蜀黍基因组(其赋予改善的水优化相关性状)中的在SEQIDNO:3的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(iv)SEQIDNO:4源自玉蜀黍ZmDrA基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:4的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:124中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:125中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:4的核苷酸位置503处的单核酸多态性并且包含在玉蜀黍第7号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:4的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(v)SEQIDNO:5源自玉蜀黍ZmDr2基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:4的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:126中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:127中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:5的核苷酸位置818-821处的多态性并且包含在玉蜀黍第2号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:5的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(vi)SEQIDNO:6源自玉蜀黍ZmDr3基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:6的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:128中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:129中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:6的核苷酸位置254处的多态性并且包含在玉蜀黍第2号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:6的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(vii)SEQIDNO:7源自玉蜀黍ZmDr4基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:7的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:130中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:131中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:7的核苷酸位置4497-4498、4505、4609、4641、4792、4836、4844、4969、和4979-4981处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:7的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(viii)SEQIDNO:8源自玉蜀黍ZmMa3基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:8的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:132中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:133中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:8的核苷酸位置217、390、和477处的多态性并且包含在玉蜀黍第2号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:8的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(ix)SEQIDNO:9源自玉蜀黍基因组,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:9的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:134中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:135中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:9的核苷酸位置292处的多态性并且包含在玉蜀黍第4号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:9的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(x)SEQIDNO:10源自玉蜀黍ZmBglcn基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:10的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:136中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:137中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:10的核苷酸位置166处的多态性并且包含在玉蜀黍第3号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:10的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xi)SEQIDNO:11源自玉蜀黍ZmLOC100276591基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸,加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:11的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:138中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:139中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:11的核苷酸位置148处的多态性并且包含在玉蜀黍基因组(其赋予改善的水优化相关性状)中的在SEQIDNO:11的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xii)SEQIDNO:12源自玉蜀黍ZmDr7基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:12的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:140中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:141中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:12的核苷酸位置94处的多态性并且包含在玉蜀黍第1号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:12的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xiii)SEQIDNO:13源自玉蜀黍ZmDr7基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:13的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:140中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:141中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:13的核苷酸位置35、86、和/或89处的一种或多种多态性并且在玉蜀黍第1号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:13的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xiv)SEQIDNO:14源自玉蜀黍ZmDr8基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:14的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:142中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:143中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:14的核苷酸位置432处的多态性并且包含在玉蜀黍基因组(其赋予改善的水优化相关性状)中的在SEQIDNO:14的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xv)SEQIDNO:15源自玉蜀黍ZmHsp70基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:15的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:144中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:145中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:15的核苷酸位置753处的多态性并且包含在玉蜀黍第1号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:15的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xvi)SEQIDNO:16源自玉蜀黍ZmDr9基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:16的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:146中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:147中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:16的核苷酸位置755处的多态性并且包含在玉蜀黍第4号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:16的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xvii)SEQIDNO:17源自玉蜀黍ZmDrB基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:17的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:148中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:149中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:17的核苷酸位置431处的多态性并且包含在玉蜀黍基因组(其赋予改善的水优化相关性状)中的在SEQIDNO:17的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xviii)SEQIDNO:18源自玉蜀黍ZmAdh1-1s基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:18的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:150中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:151中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:18的核苷酸位置518处的多态性并且包含在玉蜀黍第1号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:18的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xix)SEQIDNO:19源自玉蜀黍ZmDr10基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:19的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:152中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:153中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:19的核苷酸位置182、309、330、和463处的一种或多种多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:19的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xx)SEQIDNO:20源自玉蜀黍ZmDrC基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:20的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:154中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:155中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含一个或多个水优化相关性状的等位基因,其中一个或多个等位基因的特点在于在SEQIDNO:20的核苷酸位置773-776处的多态性并且包含在玉蜀黍基因组(其赋予改善的水优化相关性状)中的在SEQIDNO:20的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxi)SEQIDNO:21源自玉蜀黍ZmDr5基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:21的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:156中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:157中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:21的核苷酸位置61、200、和316-324处的一种或多种多态性并且包含在玉蜀黍第5号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:21的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxii)SEQIDNO:22源自玉蜀黍ZmDrD基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:22的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:158中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:159中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:22的核苷酸位置211处的多态性并且包含在玉蜀黍第5号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:22的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxiii)SEQIDNO:23源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:23的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:160中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:161中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:21的核苷酸位置116和217处的一种或多种多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:23的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxiv)SEQIDNO:24源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:24的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:162中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:163中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:24的核苷酸位置746处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:24的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxv)SEQIDNO:25源自玉蜀黍ZmDr12基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:25的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:164中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:165中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:25的核苷酸位置562处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:25的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxvi)SEQIDNO:26源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:26的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:166中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:167中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:26的核苷酸位置1271处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:26的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxvii)SEQIDNO:27源自玉蜀黍ZmDrE基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:27的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:168中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:169中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:27的核苷酸位置64和/或254处的一种或多种多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:27的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxviii)SEQIDNO:28源自玉蜀黍ZmDrF基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:28的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:170中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:171中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:28的核苷酸位置98、147、224、和/或496处的一种或多种多态性并且包含在玉蜀黍第9号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:28的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxix)SEQIDNO:29源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:29的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:172中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:173中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:29的核苷酸位置258处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:29的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxx)SEQIDNO:30源自玉蜀黍ZmDhn2基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:30的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:174中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:175中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:30的核苷酸位置259、296、398、和/或1057处的一种或多种多态性并且包含在玉蜀黍第4号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:30的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxxi)SEQIDNO:31源自玉蜀黍ZmDr16基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:31的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:176中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:177中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:31的核苷酸位置239处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:31的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxxii)SEQIDNO:32源自玉蜀黍ZmDr17基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:32的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:178中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:179中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:32的核苷酸位置208处的多态性并且包含在玉蜀黍基因组(其赋予改善的水优化相关性状)中的在SEQIDNO:32的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxxiii)SEQIDNO:33源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:33的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:180中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:181中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:33的核苷酸位置391处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:33的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxxiv)SEQIDNO:34源自玉蜀黍ZmZCN6基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:34的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:182中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:183中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:34的核苷酸位置144-145、169、和/或537处的多态性并且包含在玉蜀黍第4号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:34的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxxv)SEQIDNO:35源自玉蜀黍ZmDrG基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:35的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:184中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在nSEQIDNO:185中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:35的核苷酸位置76处的多态性并且包含在玉蜀黍第5号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:35的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxxvi)SEQIDNO:36源自玉蜀黍ZmDhn1基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:36的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:186中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:187中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:36的核苷酸位置500、568、和/或698处的一种或多种多态性并且包含在玉蜀黍第6号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:36的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxxvii)SEQIDNO:37源自玉蜀黍ZmDrH基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:37的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:188中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:189中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:37的核苷酸位置375和/或386处的一种或多种多态性并且包含在玉蜀黍第5号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:37的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxxviii)SEQIDNO:38源自玉蜀黍ZmDrI基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:38的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:190中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:191中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:38的核苷酸位置309和/或342处的多态性并且包含在玉蜀黍第3号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:38的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xxxix)SEQIDNO:39源自玉蜀黍ZmDrJ基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:39的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:192中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:193中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:39的核苷酸位置445处的多态性并且包含在玉蜀黍第5号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:39的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xl)SEQIDNO:40源自玉蜀黍ZmH2B1基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:40的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:194中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:195中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:40的核苷酸位置602处的多态性并且包含在玉蜀黍第4号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:40的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xli)SEQIDNO:41源自玉蜀黍ZmDr3基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:41的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:196中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:198中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:41的核苷酸位置190和/或580处的多态性并且包含在玉蜀黍第2号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:41的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xlii)SEQIDNO:42源自玉蜀黍ZmDrK基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:42的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:198中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:199中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:42的核苷酸位置238、266-267、和808处的多态性并且包含在玉蜀黍基因组(其赋予改善的水优化相关性状)中的在SEQIDNO:42的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xliii)SEQIDNO:43源自玉蜀黍ZmCat1基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:43的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:200中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:201中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:43的核苷酸位置708处的多态性并且包含在玉蜀黍第5号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:43的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xliv)SEQIDNO:44源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:44的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:202中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:203中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:44的核苷酸位置266处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:44的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xlv)SEQIDNO:45源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:45的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:202中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:203中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:45的核苷酸位置475处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:45的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xlvi)SEQIDNO:46源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:46的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:204中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:205中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:46的核苷酸位置386处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:46的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xlvii)SEQIDNO:47源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:47的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:206中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:207中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:47的核苷酸位置87处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:47的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xlviii)SEQIDNO:48源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:48的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:208中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:209中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:48的核苷酸位置472处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:48的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(xlix)SEQIDNO:49源自玉蜀黍ZmRIC1基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:49的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:210中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:211中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:49的核苷酸位置166、224、650、和/或892处的一种或多种多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:49的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(l)SEQIDNO:50源自玉蜀黍ZmPK4基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:50的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:212中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:213中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:50的核苷酸位置541处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:50的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(li)SEQIDNO:51源自玉蜀黍ZmPK4基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:51的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:212中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:213中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:51的核苷酸位置111处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:51的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(lii)SEQIDNO:52源自玉蜀黍Zpu1基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:52的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:214中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:215中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:52的核苷酸位置442处的多态性并且包含在玉蜀黍第2号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:52的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(liii)SEQIDNO:53源自玉蜀黍ZmDrL基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:53的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包括如在SEQIDNO:216中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:217中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:53的核苷酸位置83、428、491和/或548处的一种或多种多态性并且包含在玉蜀黍第9号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:53的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(liv)SEQIDNO:54源自玉蜀黍ZmDrM基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:54的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:218中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:219中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:54的核苷酸位置126处的多态性并且包含在玉蜀黍第7号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:54的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(lv)SEQIDNO:55源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:55的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:220中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:221中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:55的核苷酸位置193处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:55的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(lvi)SEQIDNO:56源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:56的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:222中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:223中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:56的核苷酸位置237和/或516处的一种或多种多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:56的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(lvii)SEQIDNO:57源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:57的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:224中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:225中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:57的核苷酸位置173处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:57的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(lviii)SEQIDNO:58源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:58的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:226中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:227中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:58的核苷酸位置486处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:58的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;
(lix)SEQIDNO:59源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:59的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:228中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:229中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:59的核苷酸位置729处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:59的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;以及
(lx)SEQIDNO:60源自玉蜀黍水优化基因座,并且由第一寡核苷酸和第二寡核苷酸加以定义,其中所述寡核苷酸可以用来扩增SEQIDNO:60的子序列,其是通过用第一寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:230中阐述的核苷酸序列)和第二寡核苷酸(包含如在SEQIDNO:231中阐述的核苷酸序列)来扩增玉蜀黍核酸所产生;并且进一步其中这种基因座包含水优化相关性状的等位基因,其中等位基因的特点在于在SEQIDNO:60的核苷酸位置267处的多态性并且包含在玉蜀黍第8号染色体(其赋予改善的水优化相关性状)上的在SEQIDNO:60的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内的DNA序列的任何部分;以及
在一些实施方式中,在本申请披露的主题的标记的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、或25cM内DNA序列与本申请披露的主题的标记显示小于约25%、20%、15%,、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、或1%的基因重组频率。在一些实施方式中,种质是玉蜀黍系或品种(变种)。
还提供了与水优化相关性状、等位基因、和/或单体型的存在有关的DNA片段,其包括但不限于SEQIDNO:1-117、400、和401。在一些实施方式中,与水优化相关性状的存在有关的DNA片段具有预测长度和/或核酸序列,并检测具有预测长度和/或预测核酸序列的DNA片段,以致扩增DNA片段具有对应于预测长度的长度(加上或减去几个碱基;例如,一个、两个或三个碱基,或更多或更少的长度)。在一些实施方式中,DNA片段是扩增片段并且扩增片段具有预测长度和/或核酸序列,其相同于通过相同引物与来自植物(其中首先检测到标记)的DNA或对应于(即,作为大于80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、或99%的核苷酸序列同一性)预期序列的核酸序列,如基于与植物(其中首先检测到标记)中的水优化相关性状有关的标记的序列,的类似反应所产生的扩增片段。在回顾本文披露的内容以后,本领域技术人员将明了,在植物中缺乏而在至少一种亲代植物中存在的标记(所谓的反式标记(trans-marker))也可以用于在子代植物中检测所期望的性状的测定,虽然通过标记缺乏的测试来检测特定性状的存在不是最佳的。可以通过若干技术的任何一种来检测具有预测长度或预测核酸序列的扩增DNA片段,上述技术包括但不限于标准凝胶电泳技术和/或通过利用自动DNA测序仪。本文并没有详细描述这些方法,因为对于本领域技术人员而言它们是众所周知的。
在一些实施方式中引物(在一些实施方式中为延伸引物以及在一些实施方式中为扩增引物)是单链的,以在延伸和/或扩增中获得最大效率。在一些实施方式中,引物是寡脱氧核苷酸。引物通常足够长以在有用于聚合的制剂的存在下引发延伸和/或扩增产物的合成。引物的最小长度可以取决于许多因素,包括但不限于温度和引物的组成(A/T与G/C含量)。
在扩增引物的范围内,这些引物通常提供为一组或多组双向引物,其包括一种或多种正向和一种或多种反向引物,如在DNA扩增如PCR扩增的领域中通常使用的。因此,应当明了,如在本文中所使用的,术语"引物"可以指多于一种的引物,尤其是在关于待扩增的靶区的末端序列的信息有些含糊的情况下。因而,"引物"可以包括引物寡核苷酸(其包含这样的序列,其表示在序列中的可能变异)的集合或包括便于典型的碱基配对的核苷酸。可以通过任何适宜的方法来制备引物。用于制备特定序列的寡核苷酸的方法在本领域中是已知的,并且包括,例如,适当序列的克隆、限制性酶切和直接化学合成。化学合成方法可以包括,例如,磷酸二酯或三酯法、氨基磷酸二乙酯(二乙基亚磷酰胺,diethylphosphoramidate)方法和固体载体方法(披露于美国专利号4,458,068)。
如果需要的话,可以通过加入可检测部分,例如光谱部分、荧光部分、光化学部分、生化部分、免疫化学部分、或化学部分,来标记引物。
在包含适当盐、金属阳离子、和pH缓冲系统的反应介质中,在有适量的四种脱氧核糖核苷酸三磷酸(dATP、dGTP、dCTP和dTTP,即,dNTP)或类似物存在的条件下,通过聚合剂来催化寡核苷酸引物的模板依赖性延伸。适宜的聚合剂是已知催化引物依赖性和模板依赖性DNA合成的酶。已知的DNA聚合酶包括,例如,大肠杆菌DNA聚合酶或它的Klenow片段、T4DNA聚合酶、TaqDNA聚合酶、以及它们的各种修饰变体(modifiedversions)。用于借助于这些DNA聚合酶来催化DNA合成的反应条件在本领域中是已知的。合成的产物是由模板链和引物延伸链组成的双链体分子,其包括靶序列。这些产物反过来可以作为用于另一轮复制的模板。在第二轮复制中,用它的互补引物来退火第一循环的引物延伸链;合成产生"短"产物,通过引物序列或它们的补体,其结合于5'-端和3'-端。变性、引物退火、和延伸的重复循环可以导致由引物加以限定的靶区的指数累积。运行足够的循环以获得所需量的包含核酸的靶区的多核苷酸。所需量可以变化,并且取决于产物多核苷酸要发挥的功能。
PCR方法很好地描述于手册中并且是技术人员已知的。在通过PCR的扩增以后,可以通过与探针多核苷酸的杂交来检测靶多核苷酸,在严格至适度严格杂交和洗涤条件下,上述探针多核苷酸和靶序列的多核苷酸形成稳定的杂合体。如果预期探针将基本上完全互补(即,约99%或更大)于靶序列,则可以使用严格条件。如果预期某些错配,例如如果预期变异株,其结果是探针将不是完全互补的,则可以降低杂交的严格性。在一些实施方式中,选择条件以排除非特异性/偶然结合(adventitiousbinding)。影响杂交、和相对于非特异性结合来选择的条件在本领域中是已知的,并且描述于,例如,Sambrook&Russell,2001。通常,较低盐浓度和较高温度会增加杂交条件的严格性。
为了检测在植物的单染色体上两种水优化相关的等位基因的存在,还可以使用染色体涂染(chromosomepainting)方法。在这样的方法中,通过原位杂交或原位PCR技术,在相同染色体中,可以检测至少第一水优化相关的等位基因和至少第二水优化相关的等位基因。更方便地,可以通过确定它们处于互引相(couplingphase),即,当相比于存在于分开的染色体上的基因时,性状显示降低的分离,来证实两种水优化相关的等位基因存在于单染色体上的事实。
本文鉴定的水优化相关的等位基因位于若干不同染色体或连锁群上并且它们的位置可以通过若干以其它方式任意标记来表征。在本研究中,使用了单核苷酸多态性(SNP),虽然还可以已使用、并且确实可以使用限制性片段长度多态性(RFLP)标记、扩增片段长度多态性(AFLP)标记、微卫星标记(例如,SSR)、插入突变标记、序列特征扩增区(SCAR)标记、剪切扩增多态序列(CAPS)标记、同工酶标记、基于微阵列的技术、测定、测定分析、核酸测序技术、或这些标记的组合。
一般而言,为水优化相关的等位基因和/或单体型提供全序列信息是不必要的,因为首先检测水优化相关的等位基因和/或单体型的方式–通过在一种或多种单核苷酸多态性的存在和特定表型性状的存在之间观测到的相关性–使得可以在子代植物的种群中追踪那些植物,其具有展示特定表型性状的遗传潜力。通过提供标记的非限制性列表,本申请披露的主题可以提供本申请披露的水优化相关的等位基因和/或单体型在育种计划中的有效利用。在一些实施方式中,标记是特定亲系特有的。因而,特定性状可以伴随特定标记。
如本文披露的标记不仅指明水优化相关的等位基因的位置,它们还关联在植物中特定表型性状的存在。人们注意到,指明在基因组中存在水优化相关的等位基因的单核苷酸多态性不是限制性的。一般而言,通过一组单核苷酸多态性,其呈现与表型性状的统计相关性,来指示水优化相关的等位基因的位置。在单核苷酸多态性之外发现标记以后(即,LOD得分低于一定阈值的标记,其表明标记是如此远以致在标记和水优化相关的等位基因之间的区中如此频繁地发生重组,从而标记的存在并不以统计显著方式关联表型的存在),可以考虑设置水优化相关的等位基因的边界。因而,还可以通过位于规定区中的其它标记来指明水优化相关的等位基因的位置。进一步注意到,单核苷酸多态性还可以用来指示在单个植物中水优化相关的等位基因(因而表型)的存在,其在一些实施方式中意味着它可以用于标记辅助选择(MAS)程序。
原则上,潜在有用的标记的数目可以非常大。连锁于水优化相关的等位基因的任何标记(例如,属于由具有高于一定阈值的建立的LOD得分的标记跨越的基因组区的物理边界,从而表明在杂交中在标记和水优化相关的等位基因之间不发生或很少发生重组,以及相对于水优化相关的等位基因处于连锁不平衡的任何标记,以及表示在水优化相关的等位基因内的实际因果突变的标记)可以用于本申请披露的方法和组合物,并且是在本申请披露的主题的范围内。这意味着,在本申请中鉴定为相关于水优化相关的等位基因的标记(例如,在任何SEQIDNO:1-24中存在的标记或包含任何SEQIDNO:1-24的标记)是适用于本申请披露的方法和组合物的标记的非限制性实例。另外,当将水优化相关的等位基因、或其特定性状赋予部分渐渗入另一种遗传背景时(即,渐渗入另一种玉米或另一种植物物种的基因组),那么一些标记可能不再存在于子代中,虽然性状存在于其中,这表明,上述标记是在基因组区以外,其中上述基因组区表示仅在原始亲本系中的水优化相关的等位基因的特定性状赋予部分,以及表明新遗传背景具有不同的基因组架构(organization)。上述标记,其缺乏表明在子代中遗传元件的成功引入,称作"反式标记",并且相对于本申请披露的主题可以是同样适当的。
在水优化相关的等位基因和/或单体型的鉴定以后,可以例如通过评估在研究中的为水优化相关的等位基因和/或单体型而分离的子代中的性状来证实水优化相关的等位基因和/或单体型效应(例如,性状)。可以利用如在本领域中已知用于水优化性状的表型评估来适当地进行性状的评估。例如,可以进行在自然和/或灌溉条件下的(田间)试验以评估杂种和/或近交玉米的性状。
由本申请披露的主题提供的标记可以用于检测在疑似水优化性状渐渗玉米植物中的本申请披露的主题的基因座处一种或多种水优化性状等位基因和/或单体型的存在,并且因而可以用于这样的方法,其涉及携带上述水优化性状的玉米植物的标记辅助培育和选择。在一些实施方式中,借助于用于如本文定义的水优化相关的等位基因和/或单体型的标记的至少一种来检测本申请披露的主题的水优化相关的等位基因和/或单体型的存在。因而,在另一方面,本申请披露的主题涉及针对本申请披露的水优化性状的至少一种来检测水优化相关的等位基因和/或单体型的存在的方法,该方法包括在携带性状的玉米植物中检测水优化相关的等位基因和/或单体型的核酸序列的存在,其存在可以通过利用所披露的标记加以检测。
在一些实施方式中,检测包括确定与水优化相关性状、等位基因和/或单体型有关的玉蜀黍核酸的核苷酸序列。可以例如通过确定与水优化相关的等位基因和/或单体型有关的一种或多种标记的核苷酸序列并设计用于标记序列的内部引物,其然后可以用来进一步确定在标记序列以外的水优化相关的等位基因和/或单体型的序列,来确定本申请披露的主题的水优化相关的等位基因和/或单体型的核苷酸序列。
例如,可以通过从电泳凝胶(用于确定在主题植物的基因组中标记的存在)分离标记,并确定标记的核苷酸序列(通过,例如,本领域中众所周知的双脱氧链终止测序法),来获得本文披露的SNP标记的核苷酸序列。在上述方法用于检测在携带性状的玉米植物中水优化相关的等位基因和/或单体型的存在的一些实施方式中,上述方法还可以包括提供寡核苷酸或多核苷酸,其能够在严格杂交条件下杂交于连锁于水优化相关的等位基因和/或单体型的标记的核酸序列,在一些实施方式中选自本文披露的标记,使寡核苷酸或多核苷酸接触携带性状的玉米植物的消化基因组核酸,以及确定寡核苷酸或多核苷酸与消化基因组核酸的特异性杂交的存在。在一些实施方式中,上述方法用于获自携带性状的玉米植物的核酸样品,虽然还可以采用原位杂交法。可替换地,在已确定水优化相关的等位基因和/或单体型的核苷酸序列以后,本领域技术人员可以设计特异性杂交探针或寡核苷酸,其能够在严格杂交条件下杂交于水优化相关的等位基因和/或单体型的核酸序列并且可以将上述杂交探针用于在携带性状的玉米植物中检测本文披露的水优化相关的等位基因和/或单体型的存在的方法。
在一些实施方式中,标记可以包含以下、基本上由以下组成、或由以下组成:
1)单体型,其包含在SEQIDNO:7的位置4979-4981处的A等位基因、在SEQIDNO:48的位置472处的A等位基因、在SEQIDNO:56的位置237处的G等位基因、在SEQIDNO:57的位置173处的T等位基因、在SEQIDNO:33的位置391处的A等位基因、在SEQIDNO:23的位置116处的G等位基因、在SEQIDNO:2的位置100处的G等位基因和在SEQIDNO:60的位置267处的G等位基因;
2)单体型,其包含在SEQIDNO:46的位置386处的C等位基因、在SEQIDNO:7的位置4979-4981处的A等位基因、在SEQIDNO:48的位置472处的A等位基因、在SEQIDNO:44的位置266处的A等位基因、在SEQIDNO:19的位置309处的T等位基因、在SEQIDNO:51的位置111处的G等位基因、在SEQIDNO:25的位置562处的G等位基因和在SEQIDNO:26的位置1271处的C等位基因;
3)单体型,其包含在SEQIDNO:47的位置87处的G等位基因、在SEQIDNO:7的位置4641处的A等位基因、在SEQIDNO:48的位置472处的G等位基因、在SEQIDNO:44的位置266处的A等位基因、在SEQIDNO:24的位置746处的C等位基因、在SEQIDNO:29的位置258处的C等位基因、在SEQIDNO:23的位置217处的A等位基因、在SEQIDNO:2的位置100处的G等位基因、在SEQIDNO:58的位置486处的C等位基因和在SEQIDNO:55的位置193处的G等位基因;
4)单体型,其包含在SEQIDNO:7的位置4641处的A等位基因、在SEQIDNO:56的位置237处的G等位基因、在SEQIDNO:33的位置391处的A等位基因、在SEQIDNO:19的位置309处的T等位基因、在SEQIDNO:2的位置264-271处的缺失和在SEQIDNO:58的位置486处的C等位基因;
5)单体型,其包含在SEQIDNO:7的位置4979-4981处的A等位基因、在SEQIDNO:56的位置516处的C等位基因、在SEQIDNO:45的位置475处的T等位基因、在SEQIDNO:33的位置391处的A等位基因、在SEQIDNO:19的位置463处的G等位基因、在SEQIDNO:27的位置254处的G等位基因、在SEQIDNO:59的位置729处的G等位基因、在SEQIDNO:60的位置267处的G等位基因和在SEQIDNO:55的位置193处的G等位基因;或
6)单体型,其包含在SEQIDNO:7的位置4641处的A等位基因、在SEQIDNO:56的位置237处的G等位基因、在SEQIDNO:29的位置258处的C等位基因、在SEQIDNO:19的位置463处的G等位基因和在SEQIDNO:55的位置193处的G等位基因。
在一些实施方式中,标记可以包含以下、基本上由以下组成、或由以下组成:
1)单体型,其包含在SEQIDNO:7的位置4979-4981处的A等位基因、在SEQIDNO:48的位置472处的A等位基因和在SEQIDNO:57的位置173处的T等位基因;
2)单体型,其包含在SEQIDNO:46的位置386处的C等位基因、在SEQIDNO:7的位置4979-4981处的A等位基因、在SEQIDNO:48的位置472处的A等位基因、在SEQIDNO:44的位置266处的A等位基因、在SEQIDNO:19的位置309处的T等位基因和在处的G等位基因;
3)单体型,其包含在SEQIDNO:47的位置87处的G等位基因、在SEQIDNO:7的位置4641处的A等位基因、在SEQIDNO:48的位置472处的G等位基因、在SEQIDNO:44的位置266处的A等位基因、在SEQIDNO:29的位置258处的C等位基因和在SEQIDNO:55的位置193处的G等位基因;
4)单体型,其包含在SEQIDNO:7的位置4641处的A等位基因、和在SEQIDNO:19的位置309处的T等位基因;
5)单体型,其包含在SEQIDNO:7的位置4979-4981处的A等位基因、在SEQIDNO:45的位置475处的T等位基因、在SEQIDNO:19的位置463处的G等位基因、和在SEQIDNO:55的位置193处的G等位基因;或
6)单体型,其包含在SEQIDNO:7的位置4641处的A等位基因、在SEQIDNO:29的位置258处的C等位基因、在SEQIDNO:19的位置463处的G等位基因和在SEQIDNO:55的位置193处的G等位基因。
在一些实施方式中,标记可以包含以下、基本上由以下组成、或由以下组成:
1)在SEQIDNO:7的位置4979-4981处的A等位基因;
2)在SEQIDNO:7的位置4641处的A等位基因;
3)单体型,其包含在SEQIDNO:46的位置386处的C等位基因和在SEQIDNO:7的位置4979-4981处的A等位基因;或
4)单体型,其包含在SEQIDNO:7的位置4641处的A等位基因和在SEQIDNO:48的位置472处的G等位基因。
在一些实施方式中,标记可以包含以下、基本上由以下组成、或由以下组成:
1)单体型,其包含SEQIDNO:3、SEQIDNO:5、SEQIDNO:7、SEQIDNO:11、SEQIDNO:13、SEQIDNO:16、SEQIDNO:20和SEQIDNO:25;
2)单体型,其包含SEQIDNO:2、SEQIDNO:3、SEQIDNO:5、SEQIDNO:9、SEQIDNO:18、SEQIDNO:22、SEQIDNO:26和SEQIDNO:27;
3)单体型,其包含SEQIDNO:1、SEQIDNO:4、SEQIDNO:6、SEQIDNO:9、SEQIDNO:12、SEQIDNO:14、SEQIDNO:15、SEQIDNO:20、SEQIDNO:21和SEQIDNO:28;
4)单体型,其包含SEQIDNO:4、SEQIDNO:7、SEQIDNO:9、SEQIDNO:13、SEQIDNO:18、SEQIDNO:19和SEQIDNO:21;
5)单体型,其包含SEQIDNO:3、SEQIDNO:8、SEQIDNO:10、SEQIDNO:13、SEQIDNO:17、SEQIDNO:23、SEQIDNO:24、SEQIDNO:25和SEQIDNO:28;或
6)单体型,其包含SEQIDNO:4、SEQIDNO:7、SEQIDNO:14、SEQIDNO:17和SEQIDNO:28。
在一些实施方式中,标记可以包含以下、基本上由以下组成、或由以下组成:
1)单体型,其包含SEQIDNO:3、SEQIDNO:5和SEQIDNO:11;
2)单体型,其包含SEQIDNO:2、SEQIDNO:3、SEQIDNO:5、SEQIDNO:9、SEQIDNO:18和SEQIDNO:22;
3)单体型,其包含SEQIDNO:1、SEQIDNO:4、SEQIDNO:6、SEQIDNO:9、SEQIDNO:14和SEQIDNO:28;
4)单体型,其包含SEQIDNO:4、SEQIDNO:9和SEQIDNO:18;
5)单体型,其包含SEQIDNO:3、SEQIDNO:10、SEQIDNO:17和SEQIDNO:28;或
6)单体型,其包含SEQIDNO:4、SEQIDNO:14、SEQIDNO:17和SEQIDNO:28。
在一些实施方式中,标记可以包含以下、基本上由以下组成、或由以下组成::
1)SEQIDNO:3;
2)SEQIDNO:4;
3)单体型,其包含SEQIDNO:2和SEQIDNO:3;或
4)单体型,其包含SEQIDNO:4和SEQIDNO:6。
在一些实施方式中,标记可以包含以下、基本上由以下组成、或由以下组成:
1)单体型,其包含SEQIDNO:87、SEQIDNO:89、SEQIDNO:91、SEQIDNO:95、SEQIDNO:97、SEQIDNO:100、SEQIDNO:104和SEQIDNO:109;
2)单体型,其包含SEQIDNO:86、SEQIDNO:87、SEQIDNO:89、SEQIDNO:93、SEQIDNO:102、SEQIDNO:106、SEQIDNO:110和SEQIDNO:111;
3)单体型,其包含SEQIDNO:85、SEQIDNO:88、SEQIDNO:90、SEQIDNO:93、SEQIDNO:96、SEQIDNO:98、SEQIDNO:99、SEQIDNO:104、SEQIDNO:105和SEQIDNO:112;
4)单体型,其包含SEQIDNO:88、SEQIDNO:91、SEQIDNO:93、SEQIDNO:97、SEQIDNO:102、SEQIDNO:103和SEQIDNO:105;
5)单体型,其包含SEQIDNO:87、SEQIDNO:92、SEQIDNO:94、SEQIDNO:97、SEQIDNO:101、SEQIDNO:107、SEQIDNO:108、SEQIDNO:109和SEQIDNO:112;或
6)单体型,其包含SEQIDNO:88、SEQIDNO:91、SEQIDNO:98、SEQIDNO:101和SEQIDNO:112。
在一些实施方式中,标记可以包含以下、基本上由以下组成、或由以下组成:
1)单体型,其包含SEQIDNO:87、SEQIDNO:89和SEQIDNO:95;
2)单体型,其包含SEQIDNO:86、SEQIDNO:87、SEQIDNO:89、SEQIDNO:93、SEQIDNO:102和SEQIDNO:106;
3)单体型,其包含SEQIDNO:85、SEQIDNO:88、SEQIDNO:90、SEQIDNO:93、SEQIDNO:98和SEQIDNO:112;
4)单体型,其包含SEQIDNO:88、SEQIDNO:93和SEQIDNO:102;
5)单体型,其包含SEQIDNO:87、SEQIDNO:94、SEQIDNO:101和SEQIDNO:112;或
6)单体型,其包含SEQIDNO:88、SEQIDNO:98、SEQIDNO:101和SEQIDNO:112。
在一些实施方式中,标记可以包含以下、基本上由以下组成、或由以下组成:
1)SEQIDNO:87;
2)SEQIDNO:88;
3)单体型,其包含SEQIDNO:86和SEQIDNO:87;或
4)单体型,其包含SEQIDNO:88和SEQIDNO:90。
可以利用标准分子生物学技术,其包括但不限于扩增来自植物的基因组DNA并随后测序,来确定在本文披露的标记和核酸的特定位置处存在的特定核苷酸。另外,可以设计寡核苷酸引物,预期其将特异性地杂交于包括本文披露的多态性的特定序列。例如,利用包含SEQIDNO:232和233、基本上由SEQIDNO:232和233组成的、或由SEQIDNO:232和233组成的寡核苷酸,可以设计寡核苷酸,以在对应于SEQIDNO:1的位置270的核苷酸位置处区分“A”等位基因和“G”等位基因。在SEQIDNO:232和233之间的相关差异在于,前者具有在位置19处的G核苷酸以及后者具有在位置19处的A核苷酸。因而,可以设计SEQIDNO:232杂交条件,其将允许SEQIDNO:232特异性地杂交于“G”等位基因(如果存在的话),但并不杂交于“A”等位基因(如果存在的话)。因此,利用仅一个核苷酸有所不同的两种引物进行的杂交可以用来测定在对应于SEQIDNO:1的位置270的核苷酸位置处一种或其它等位基因的存在。
在一些实施方式中,包含与增强的耐旱性有关的标记的等位基因的检测是利用多种探针,其选自由下述组成的组:
(i)SEQIDNO:348和349;SEQIDNO:350和351;SEQIDNO:360和361;SEQIDNO:372和373;SEQIDNO:382和383;SEQIDNO:388和389;SEQIDNO:382和383;以及SEQIDNO:398和399;
(ii)SEQIDNO:350和251;SEQIDNO:356和357;SEQIDNO:364和365;SEQIDNO:366和367;SEQIDNO:374和375;SEQIDNO:378和379;SEQIDNO:382和383;以及SEQIDNO:384和385;
(iii)SEQIDNO:348和349;SEQIDNO:352和353;SEQIDNO:358和359;SEQIDNO:362和363;SEQIDNO:370和371;SEQIDNO:374和375;SEQIDNO:382和383;SEQIDNO:386和387;以及SEQIDNO:394和395;
(iv)SEQIDNO:346和347;SEQIDNO:352和353;SEQIDNO:356和357;SEQIDNO:372和373;SEQIDNO:388和389;以及SEQIDNO:394和395;
(v)SEQIDNO:351和351;SEQIDNO:354和355;SEQIDNO:368和369;SEQIDNO:372和373;SEQIDNO:376和377;SEQIDNO:386和387;SEQIDNO:390和391;SEQIDNO:396和397;以及SEQIDNO:398和399;
(vi)SEQIDNO:352和353;SEQIDNO:354和355;SEQIDNO:370和371;SEQIDNO:386和387;SEQIDNO:388和389;
(vii)SEQIDNO:350和351;SEQIDNO:382和383;SEQIDNO:388和389;以及SEQIDNO:392和393;
(viii)SEQIDNO:350和351;SEQIDNO:366和367;SEQIDNO:374和375;SEQIDNO:378和379;SEQIDNO:382和383;以及SEQIDNO:384和385;
(ix)SEQIDNO:352和353;SEQIDNO:370和371;SEQIDNO:380和381;SEQIDNO:382和383;以及SEQIDNO:386和387;
(x)SEQIDNO:352和353;SEQIDNO:356和357;以及SEQIDNO:388和389;
(xi)SEQIDNO:350和351;SEQIDNO:354和355;SEQIDNO:376和377;以及SEQIDNO:386和387;
(xii)SEQIDNO:350和351;
(xiii)SEQIDNO:352和353;
(xiv)SEQIDNO:350和351以及SEQIDNO:378和379;以及
(xv)SEQIDNO:352和353以及SEQIDNO:382和383。
在一些实施方式中,标记可以包含任何上述标记的反向互补序列、基本上由、或由任何上述标记的反向互补序列组成。在一些实施方式中,构成标记单体型的一种或多种等位基因存在为如上所述,而构成标记单体型的一种或多种其它等位基因存在为上述等位基因的反向互补序列。在一些实施方式中,构成标记单体型的各种等位基因存在为上述等位基因的反向互补序列。
在一些实施方式中,标记可以包含任何上述标记的信息片段、任何上述标记的反向互补序列、或任何上述标记的反向互补序列的信息片段、基本上由、或由任何上述标记的信息片段、任何上述标记的反向互补序列、或任何上述标记的反向互补序列的信息片段组成。在一些实施方式中,构成标记单体型的一种或多种等位基因/序列存在为如上所述,而构成标记单体型的一种或多种其它等位基因/序列存在为上述等位基因/序列的反向互补序列。在一些实施方式中,构成标记单体型的一种或多种等位基因/序列存在为如上所述,而构成标记单体型的一种或多种其它等位基因/序列存在为上述等位基因/序列的信息片段。在一些实施方式中,构成标记单体型的一种或多种等位基因/序列存在为如上所述,而构成标记单体型的一种或多种其它等位基因/序列存在为上述等位基因/序列的反向互补序列的信息片段。在一些实施方式中,构成标记单体型的各种等位基因/序列存在为上述等位基因/序列的信息片段、上述等位基因/序列的反向互补序列、或上述等位基因/序列的反向互补序列的信息片段。
在一些实施方式中,标记可以包含、基本上由、或由连锁于上述标记的任何标记组成。即,与任何上述标记处于连锁不平衡的任何等位基因和/或单体型也可以用来鉴定、选择和/或产生具有增强的耐旱性的玉米植物。例如,可以通过利用可获自MaizeGDB网站的资源,来确定连锁的标记。
还提供了与增强的耐旱性有关的分离和纯化标记。上述标记可以包含、基本上由、或由如在任何SEQIDNO:1-117、400、和401中阐述的核苷酸序列、其反向互补序列、或其信息片段组成。在一些实施方式中,标记包含可检测部分。在一些实施方式中,标记允许检测本文鉴定的一种或多种标记等位基因。
还提供了包含引物对的组合物,其中上述引物对能够扩增分离自玉米植物或种质的核酸样品以产生与增强的耐旱性有关的标记。在一些实施方式中,标记包含如本文阐述的核苷酸序列、其反向互补序列、或其信息片段。在一些实施方式中,标记包含至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于本文阐述的核苷酸序列的核苷酸序列、其反向互补序列、或其信息片段。在一些实施方式中,引物对是在以上表1中鉴定的扩增引物对的一种。本领域技术人员将明了如何按照本领域众所周知的方法来选择可替换的引物对。
表5提供了与水优化相关的有利的等位基因和单基因座单体型的汇总。
表5
典型的等位基因和单基因座单体型的汇总
*(Y):YGSMN;(P):GMSTP;(W):GWTPN
**HAPL是指单基因座单体型(即,包含一起存在的有利的等位基因的特定组(grouping)的单体型)。
如在本文中所使用的,短语“单体型代码”是指在植物中存在的SNP的集合,其中在表5的单基因座单体型列中列出的每种有利的等位基因存在于植物中。例如,当在植物中对应于SEQIDNO:1的至少一种基因座具有在核苷酸位置115处的G、在SEQIDNO:1的位置270处的A、在核苷酸位置301处的T、和在位置483处的A时,则说植物具有“单体型A”。相对于这些特定的核苷酸位置,单体型A可以另外称为“GATA”。类似地,当在植物中对应于SEQIDNO:8的至少一种基因座具有在核苷酸位置217处的A、在核苷酸位置290处的G、和在SEQIDNO:8的核苷酸位置477处的A时,则说植物具有“单体型C”。因而,相对于这些特定核苷酸位置,单体型C可以另外称为“AGA”。
具有不同的感兴趣的等位基因和/或单体型的植物的鉴定可以提供起始原料,用于借助于用来“堆积(堆叠,stack)”等位基因和/或单体型的培育策略在子代植物中结合等位基因和/或单体型。如在本文中所使用的,术语“堆积”以及其语法变体是指在植物中通过培育(包括但不限于杂交两种植物、自交单株、和/或从单株产生双单倍体)来有意积累有利的水优化单体型,以致和它的直接祖先(immediateprogenitor)相比,植物的基因组具有至少一种另外的有利的水优化单体型。在一些实施方式中,堆积包括将一种或多种水优化性状、等位基因、和/或单体型传送到子代玉米植物,以致子代玉米植物包括比它所源自的任何亲代更高数目的水优化性状、等位基因、和/或单体型。通过非限制性的举例的方式,如果亲代1具有单体型A、B、和C,以及亲代2具有单体型D、E、和F,则“堆积”是指产生这样的植物,其具有任何的A、B、和C,以及D、E、和F的任何组合。尤其是,在一些实施方式中,“堆积”是指产生这样的植物,其具有A、B、和C,以及D、E、和F的一种或多种,或产生这样的植物,其具有D、E、和F,以及A、B、和C的一种或多种。在一些实施方式中,“堆积”是指从双亲杂交产生植物,其包含任何亲代具有的所有水优化相关的单体型。
在一些实施方式中,水优化性状是谷物产量-干旱,并且有利的单体型包含核苷酸序列,其包含在SEQIDNO:1的核苷酸位置301处的T、在核苷酸位置115处的G、在核苷酸位置483处的A、和在核苷酸位置270处的A;在SEQIDNO:7的核苷酸位置4979-4981处的TCC三核苷酸、在核苷酸位置4969处的G、在核苷酸位置4641处的A、在核苷酸位置4609处的T、核苷酸位置4497-4498的缺失、在核苷酸位置4792处的T、在核苷酸位置4836处的T、在核苷酸位置4505处的G、和在核苷酸位置4844处的C;在SEQIDNO:8的核苷酸位置217处的A、在核苷酸位置390处的G、和在核苷酸位置477处的A;在SEQIDNO:19的核苷酸位置463处的G、在核苷酸位置330处的G、在核苷酸位置182处的G、和在核苷酸位置309处的A;在SEQIDNO:27的核苷酸位置64处的G和在核苷酸位置254处的A;在SEQIDNO:28的核苷酸位置98处的C、在核苷酸位置147处的T、在核苷酸位置224处的C、和在核苷酸位置496处的T;在SEQIDNO:36的核苷酸位置500处的C、在核苷酸位置568处的G、和在核苷酸位置698处的T;在SEQIDNO:42的核苷酸位置266-267的缺失、在核苷酸位置808处的C、和在核苷酸位置238处的A;和/或在SEQIDNO:49的核苷酸位置166处的C、在t核苷酸位置224处的A、在核苷酸位置650处的G、和在核苷酸位置892处的G。
在一些实施方式中,水优化性状是谷物产量-水分充足(GrainYield-WellWatered),并且有利的单体型包含核苷酸序列,其包含在SEQIDNO:8的核苷酸位置217处的A、在核苷酸位置390处的G、和在核苷酸位置477处的A;在SEQIDNO:36的核苷酸位置500处的C、在核苷酸位置568处的G、和在核苷酸位置698处的T;和/或在SEQIDNO:53的核苷酸位置83处的C、在核苷酸位置548处的C、在核苷酸位置491处的C、和在核苷酸位置428处的C。
在一些实施方式中,水优化性状是产量减少-杂种,并且有利的单体型包含核苷酸序列,其包含在SEQIDNO:28的核苷酸位置98处的C、在核苷酸位置147处的T、在核苷酸位置224处的C、和在核苷酸位置496处的T。
在一些实施方式中,水优化性状是产量减少-近交,并且有利的单体型包含核苷酸序列,其包含在SEQIDNO:7的核苷酸位置4979-4981处的TCC三核苷酸、在核苷酸位置4969处的G、在核苷酸位置4641处的A、在核苷酸位置4609处的T、核苷酸位置4497-4498的缺失、在核苷酸位置4792处的T、在核苷酸位置4836处的T、在核苷酸位置4505处的G、和在核苷酸位置4844处的C;在SEQIDNO:8的核苷酸位置217处的A、在核苷酸位置390处的G、和在t核苷酸位置477处的A;在SEQIDNO:27的核苷酸位置64处的G、和在核苷酸位置254处的A;和/或在SEQIDNO:53的核苷酸位置83处的C、在核苷酸位置548处的C、在核苷酸位置491处的C、和在核苷酸位置428处的C。
在一些实施方式中,水优化性状是ASI,并且有利的单体型包括核苷酸序列,其包含在SEQIDNO:7的核苷酸位置4979-4981处的TCC三核苷酸、在核苷酸位置4969处的G、在核苷酸位置4641处的A、在核苷酸位置4609处的T、核苷酸位置4497-4498的缺失、在核苷酸位置4792处的T、在核苷酸位置4836处的T、在核苷酸位置4505处的G、和在核苷酸位置4844处的C。
在一些实施方式中,水优化性状是荒芜%,并且有利的单体型包含核苷酸序列,其包含在SEQIDNO:7的核苷酸位置4979-4981处的TCC三核苷酸、在核苷酸位置4969处的G、在核苷酸位置4641处的A、在核苷酸位置4609处的T、核苷酸位置4497-4498的缺失、在核苷酸位置4792处的T、在核苷酸位置4836处的T、在核苷酸位置4505处的G、和在核苷酸位置4844处的C;在SEQIDNO:19的核苷酸位置463处的G、在核苷酸位置330处的G、在t核苷酸位置182处的G、和在核苷酸位置309处的A;在SEQIDNO:21的核苷酸位置61处的C、在核苷酸位置200,处的C、和核苷酸位置316-324的缺失;和/或在SEQIDNO:30的核苷酸位置398处的A、在核苷酸位置296处的T、在核苷酸位置259处的T、和在核苷酸位置1057处的C。
在本申请披露的主题的一些实施方式中,近交或杂种玉蜀黍植物的基因组包含单体型A-M的至少3、4、5、6、7、8、或9种,其中单体型A-M与水优化相关并且在本文中加以定义。在一些实施方式中,近交或杂种玉蜀黍植物包含基因组,其包含单体型C、D、和G;单体型C、D、和L;单体型C、G、和H;单体型C、G、和I;单体型C、I、和L;单体型E、G、和I;单体型F、G、和H;单体型A、C、F、和G;单体型C、E、H、和I;单体型C、G、H、和I;单体型C、H、I、和K;单体型C、H、I、和L;单体型E、F、G、和H;单体型A、C、G、H、和I;单体型B、C、D、G、和L;单体型C、E、G、H、和I;单体型C、G、H、I、和L;单体型A、C、G、H、I、和K;单体型C、E、F、G、H、I、J、K、和L;单体型C、D、G、和M;单体型C、D、L、和M;单体型C、G、H、和M;单体型C、G、I、和M;单体型C、I、L、和M;单体型E、G、I、和M;单体型F、G、H、和M;单体型A、C、F、G、和M;单体型C、E、H、I、和M;单体型C、G、H、I、和M;单体型C、H、I、K、和M;单体型C、H、I、L、和M;单体型E、F、G、H、和M;单体型A、C、G、H、I、和M;单体型B、C、D、G、L、和M;单体型C、E、G、H、I、和M;单体型C、G、H、I、L、和M;单体型A、C、G、H、I、K、和M;以及单体型C、E、F、G、H、I、J、K、L、和M。在一些实施方式中,近交或杂种玉蜀黍植物是杂种植物,其对于单体型A-M的至少一种是纯合的。
在一些实施方式中,近交或杂种玉蜀黍植物包含基因组,其包含单体型A、C、E、G、H、和I,可选地进一步包含单体型M;单体型B、C、D、E、F、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、E、F、G、H、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型B、C、D、G、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型B、C、D、E、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、E、F、G、H、I、J、K、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、G、H、和I,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、F、G、H、和I,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、F、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、E、F、G、和H,可选地进一步包含单体型M;单体型D、E、F、G、和H,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、G、H、和I,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、E、G、H、I、和K,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、E、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型B、C、D、E、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、G、H、和I,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、G、H、I、和K,可选地进一步包含单体型M;单体型C、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型B、C、D、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、E、F、G、H、和I,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、E、F、G、H、I、和K,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、F、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、E、F、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、E、F、G、H、I、J、K、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、E、F、G、H、I、J、K、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、F、G、H、I、J、K、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、E、F、G、H、I、J、K、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、E、F、G、H、和I,可选地进一步包含单体型M;单体型A、C、E、F、G、H、I、和K,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、F、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型B、C、D、E、F、G、H、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、F、G、H、I、J、K、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、D、G、H、和L,可选地进一步包含单体型M;单体型C、E、F、G、H、I、和L,可选地进一步包含单体型M;和/或单体型B、C、D、E、G、I、和L,可选地进一步包含单体型M。
如在本文中所使用的,还可以通过指定它具有的单体型的代码来指代包含多种单体型的植物。因而,例如,在其基因组中包含单体型C、D、E、F、G、H、I、J、K、和L的至少一个拷贝的植物可以称为“CDEFGHIJKL”;在其基因组中包含单体型B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、和L的至少一个拷贝的植物可以称为“BCDEFGHIJKL”,等等。在一些实施方式中,大写和小写字母用来进一步描绘那些单体型,相对于其,植物(或其细胞)是纯合的(例如,大写)或杂合的(例如,小写)。通过非限制性的举例的方式,称作CDEFGHIJKL的植物或细胞具有单体型C、D、E、F、G、H、I、J、K、和L的至少一种。在一些实施方式中,这种指定将表明,上述植物或细胞对于这些单体型的每一种都是纯合的。类似地,指定cdefghijkl表明,植物或细胞对于单体型C、D、E、F、G、H、I、J、K、和L是杂合的。最后,指定CdeFGhijKL表明,植物或细胞对于单体型C、F、G、K、和L是纯合的,对于单体型D、E、H、I、和J是纯合的。在一些实施方式中,这种指定进一步表明,植物或细胞缺少单体型A和B,虽然在一些实施方式中,它表明,相对于这些单体型,植物或细胞的状态是未知或未经测试的。
III.用于渐渗感兴趣的等位基因的方法以及用于鉴定包含感兴趣的 等位基因的植物的方法
III.A.标记辅助选择概要(Generally)
标记可以用于多种植物培育应用。参见例如,Staubetal.,Hortscience31:729(1996);Tanksley,PlantMolecularBiologyReporter1:3(1983)。感兴趣的主要领域之一是利用标记辅助选择(MAS)来增加回交和渐渗基因的效率。一般而言,MAS充分利用了这样的遗传标记,其已被鉴定为具有与所期望的性状共分离的显著的可能性。假定上述标记是在引起所期望的表型的基因中/附近并且它们的存在表明,植物将具有所期望的性状。预计具有上述标记的植物会将所期望的表型转移到它们的子代。
显示与基因座(影响所期望的表型性状)连锁的标记会提供有用的工具,用于在植物种群中性状的选择。在植物发育的后期表型难以测定或发生的情况下,这是特别真实的。因为和田间表型分析相比,DNA标记测定是较少费力的和占用更少的物理空间,所以可以测定大得多的种群,从而增加发现与靶区段的重组从供体系移动到受体系的机会。连锁越近,则标记越有用,因为在标记和引起或给予性状的基因之间不大可能发生重组。具有侧接标记会降低将发生假阳性选择的机会。理想情况是在基因本身中具有标记,以致在标记和基因之间不会发生重组。这样的标记称作“完美标记(perfectmarker)”。
当通过MAS来渐渗基因时,它不仅是引入的基因而且是侧接区。Gepts,CropSci42:1780(2002)。这称作"连锁累赘(linkagedrag)"。在供体植物高度不相关于受体植物的情况下,这些侧接区携带另外的基因,其可以编码农艺不良性状。甚至在回交到原种玉米系的多个循环以后,这种"连锁累赘"还可以导致减少产量或其它负面农艺特性。这有时也被称为"产量阻力"。可以通过另外的回交来降低侧接区的大小,虽然这并不总是成功的,因为育种者并不能控制区的大小或重组断裂点。Youngetal.,Genetics120:579(1998)。在经典的培育中,通常仅偶然选择有助于降低供体区段的大小的重组。Tanksleyetal.,Biotechnology7:257(1989)。甚至在20次回交以后,人们可以期望发现,相当大的供体染色体仍然连锁于待选择的基因。然而,借助于标记,可以选择在感兴趣的基因附近已经历重组的那些稀有个体。在150次回交植物中,基于单减数分裂图距,存在95%的机会:至少一个植物将在基因的1cM内已经历交换。标记便于那些个体的明确鉴定。借助于300株植物的另一次回交,将在基因的另一侧的1cM单减数分裂图距内存在95%的交换机会,从而在小于2cM(基于单减数分裂图距)的靶基因的周围产生区段。借助于标记,这可以在两代中完成,而在没有标记的情况下,则将需要平均100代。参见Tanksleyetal.,上文。当已知基因的确切位置时,围绕基因的侧接标记可以用来在不同种群大小中选择重组。例如,在较小种群大小中,可以预期重组进一步远离基因,所以将需要更加远端侧接标记来检测重组。
包含增加密度的共有玉米标记的玉米基因组的整合连锁图的可用性已便于玉米遗传作图和MAS。参见,例如IBM2Neighbors图谱,其可在线获自MaizeGDB网站。
在所有分子标记类型中,SNP是最丰富的并且有潜力提供最高的基因图谱分辨率。Bhattramakkietal.,PlantMolec.Biol.48:539(2002)。可以以所谓的“超高通量”方式来测定SNP,因为它们并不需要大量的核酸并且测定的自动化是直接的。SNP还具有是相对低成本系统的益处。上述三种因素一起使SNP极具吸引力地用于MAS。若干方法可用于SNP基因分型,包括但不限于杂交、引物延伸、寡核苷酸连接、核酸酶切割、微测序和编码球。在各种出版物中已述评了上述方法:Gut,Hum.Mutat.17:475(2001);Shi,Clin.Chem.47:164(2001);Kwok,Pharmacogenomics1:95(2000);BhattramakkiandRafalski,Discoveryandapplicationofsinglenucleotidepolymorphismmarkersinplants,inPLANTGENOTYPING:THEDNAFINGERPRINTINGOFPLANTS,CABIPublishing,Wallingford(2001)。范围广泛的商用技术采用这些和其它方法来询问SNP,包括MasscodeTM(Qiagen,Germantown,MD)、(Hologic,Madison,WI)、(AppliedBiosystems,FosterCity,CA)、(AppliedBiosystems,FosterCity,CA)和BeadarraysTM(Illumina,SanDiego,CA)。
在序列内、或穿过连锁的序列的在一起的若干SNP可以用来描述任何特定基因型的单体型。Chingetal.,BMCGenet.3:19(2002);Guptaetal.,(2001),Rafalski,PlantSci.162:329(2002b)。单体型可以比单SNP有更多的信息并且对于任何特定基因型可以更具描述性。例如,单SNP可以是特定耐旱系或品种的等位基因“T”,但等位基因“T”还可以出现在待用于轮回亲本的玉米培育种群中。在这种情况下,在连锁的SNP处等位基因的组合可以有更多的信息。在独特的单体型已被分配给供体染色体区以后,上述单体型可以用于种群或其任何子集以确定个体是否具有特定的基因。本领域技术人员已知的自动化高通量标记检测平台的使用使得这种过程高效和有效的。
本申请披露的主题的标记可以用于标记辅助选择方案来鉴定和/或选择具有增强的耐旱性的子代。上述方法可以包含以下、基本上由以下组成、或由以下组成:第一玉米植物或种质与第二玉米植物或种质的杂交,其中第一玉米植物或种质包含与增强的耐旱性有关的标记,以及选择具有上述标记的子代植物。第一和第二玉米植物的任何一种、或两者,可以是玉米的非天然品种。在一些实施方式中,第一玉米植物或种质是CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692。在一些实施方式中,第一玉米植物或种质的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692的基因组。在一些实施方式中,第二玉米植物或种质是玉米的原种品种(elitevariety)。在一些实施方式中,第二玉米植物或种质的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于玉米的原种品种的基因组。在一些实施方式中,第二玉米植物是NP2391品种。在一些实施方式中,第二玉米植物的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于NP2391的基因组。
III.B.渐渗感兴趣的等位基因和/或单体型的方法
因而,在一些实施方式中,本申请披露的主题提供了用于将与增强的耐旱性有关的等位基因渐渗入缺少所述等位基因的遗传背景的方法。在一些实施方式中,上述方法包括杂交包含所述等位基因的供体与缺少所述等位基因的轮回亲本,然后重复回交包含所述等位基因的子代与轮回亲本,其中通过在它们的基因组中检测与增强的耐旱性有关的单体型的存在,来鉴定所述子代,其中所述单体型选自由下述组成的组:
在对应于SEQIDNO:2的位置100的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:23的位置116的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:57的位置173的位置处的T核苷酸、和在对应于SEQIDNO:60的位置267的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:25的位置562的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:26的位置1271的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:51的位置111的位置处的G核苷酸;
在对应于位置100的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:23的位置217的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:24的位置746的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:58的位置486的位置处的C核苷酸;
在对应于SEQIDNO:2的位置264-271的位置处的核苷酸的缺失、在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:58的位置486的位置处的C核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:27的位置254的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:45的位置475的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置516的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:59的位置729的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:60的位置267的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:57的位置173的位置处的T核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:26的位置1271的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:51的位置111的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:47的位置87的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:45的位置475的位置处的T核苷酸、和在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸和在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸;以及
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸和在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的G核苷酸,
以及它们的组合,
从而产生在轮回亲本的遗传背景中包含与增强的耐旱性有关的所述等位基因的耐旱玉米植物或种质,从而将与增强的耐旱性有关的等位基因渐渗入缺少所述等位基因的遗传背景。在一些实施方式中,包含与增强的耐旱性有关的所述等位基因的所述耐旱玉米植物或种质的基因组是至少约95%相同于轮回亲本的基因组。在一些实施方式中,供体或轮回亲本、或两者,是玉米的非天然品种。
在本申请披露的方法的一些实施方式中,所述供体的基因组是至少95%相同于CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692的基因组。在一些实施方式中,所述供体选自由CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、和TuxpenoVEN692组成的组。在一些实施方式中,所述轮回亲本植物或种质的基因组是至少95%相同于玉米的原种品种的基因组。在一些实施方式中,所述轮回亲本是玉米的原种品种。在一些实施方式中,23。根据权利要求21或22所述的方法,其中所述玉米的原种品种是NP2391。
III.D.堆积感兴趣的等位基因和/或单体型的方法
在一些实施方式中,本申请披露的主题涉及与水优化有关的单体型的“堆积”以产生具有多种有利的水优化单体型的植物(和其部分)。通过非限制性的举例的方式,在一些实施方式中,本申请披露的主题涉及各自相关于一种或多种水优化性状的玉蜀黍基因座的鉴定和表征。这些基因座对应于SEQIDNO:1-413。
对于这些基因座的每一种,已鉴定了与水优化性状有关的有利的单体型。本文总结了这些有利的单体型。本申请披露的主题提供了典型的单体型,其相关于如本文披露的各种水优化性状的增加和降低。短语“有利的单体型”是指这样的单体型,和存在“不利的单体型”的情况相比,当存在时,其导致数量上较高的水优化。然而,人们注意到,在期望较低水优化的情况下,本文披露为“有利的”单体型可以是不利的单体型。因此,如在本文中所使用的,“有利的”用于增加的水优化的范围内,而在降低的水优化的范围内将被颠倒。
III.E.鉴定包含感兴趣的等位基因和/或单体型的植物的方法
用于鉴定耐旱玉米植物或种质的方法可以包括检测与增强的耐旱性有关的标记的存在。可以在获自植物或种质的任何样品中检测标记,包括但不限于完整的植物或种质、所述植物或种质的一部分(例如,来自所述植物或种质的细胞)或来自所述植物或种质的核苷酸序列。玉米植物可以是玉米的非天然品种。在一些实施方式中,玉米植物或种质的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于玉米的原种品种的基因组。在一些实施方式中,玉米植物的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于NP2391的基因组。
在一些实施方式中,本申请披露的主题提供了用于将与水优化性状有关的基因座的感兴趣的等位基因渐渗入玉蜀黍种质的方法。在一些实施方式中,上述方法包括:
(a)选择包含与水优化性状有关的基因座的感兴趣等位基因的玉蜀黍植物,上述等位基因是由至少一种包含多态位点的标记等位基因加以定义,其中上述多态位点可以通过借助于一对寡核苷酸引物的玉蜀黍核酸的PCR扩增加以鉴定,上述引物对选自:由包含SEQIDNO:118的引物和包含SEQIDNO:119的引物表示的引物对1;由包含SEQIDNO:120的引物和包含SEQIDNO:121的引物表示的引物对2;由包含SEQIDNO:122的引物和包含SEQIDNO:123的引物表示的引物对3;由包含SEQIDNO:124的引物和包含SEQIDNO:125的引物表示的引物对4;由包含SEQIDNO:126的引物和包含SEQIDNO:127的引物表示的引物对5;由包含SEQIDNO:128的引物和包含SEQIDNO:129的引物表示的引物对6;由包含SEQIDNO:130的引物和包含SEQIDNO:131的引物表示的引物对7;由包含SEQIDNO:132的引物和包含SEQIDNO:133的引物表示的引物对8;由包含SEQIDNO:134的引物和包含SEQIDNO:135的引物表示的引物对9;由包含SEQIDNO:136的引物和包含SEQIDNO:137的的引物表示的引物对10;由包含SEQIDNO:138的引物和包含SEQIDNO:139的引物表示的引物对11;由包含SEQIDNO:140的引物和包含SEQIDNO:141的引物表示的引物对12;由包含SEQIDNO:142的引物和包含SEQIDNO:143的引物表示的引物对13;由包含SEQIDNO:144的引物和包含SEQIDNO:145的引物表示的引物对14;由包含SEQIDNO:146的引物和包含SEQIDNO:147的引物表示的引物对15;由包含SEQIDNO:148的引物和包含SEQIDNO:149的引物表示的引物对16;由包含SEQIDNO:150的引物和包含SEQIDNO:151的引物表示的引物对17;由包含SEQIDNO:152的引物和包含SEQIDNO:153的引物表示的引物对18;由包含SEQIDNO:154的引物和包含SEQIDNO:155的引物表示的引物对19;由包含SEQIDNO:156的引物和包含SEQIDNO:157的引物表示的引物对20;由包含SEQIDNO:158的引物和包含SEQIDNO:159的引物表示的引物对21;由包含SEQIDNO:160的引物和包含SEQIDNO:161的引物表示的引物对22;由包含SEQIDNO:162的引物和包含SEQIDNO:163的引物表示的引物对23;由包含SEQIDNO:164的引物和包含SEQIDNO:165的引物表示的引物对24;由包含SEQIDNO:166的引物和包含SEQIDNO:167的引物表示的引物对25;由包含SEQIDNO:168的引物和包含SEQIDNO:169的引物表示的引物对26;由包含SEQIDNO:170的引物和包含SEQIDNO:171的引物表示的引物对27;由包含SEQIDNO:172的引物和包含SEQIDNO:173的引物表示的引物对28;由包含SEQIDNO:174的引物和包含SEQIDNO:175的引物表示的引物对29;由包含SEQIDNO:176的引物和包含SEQIDNO:177的引物表示的引物对30;由包含SEQIDNO:178的引物和包含SEQIDNO:179的引物表示的引物对31;由包含SEQIDNO:180的引物和包含SEQIDNO:181的引物表示的引物对32;由包含SEQIDNO:182的引物和包含SEQIDNO:183的引物表示的引物对33;由包含SEQIDNO:184的引物和包含SEQIDNO:185的引物表示的引物对34;由包含SEQIDNO:186的引物和包含SEQIDNO:187的引物表示的引物对35;由包含SEQIDNO:188的引物和包含SEQIDNO:189的引物表示的引物对36;由包含SEQIDNO:190的引物包含SEQIDNO:191的引物表示的引物对37;由包含SEQIDNO:192的引物和包含SEQIDNO:193的引物表示的引物对38;由包含SEQIDNO:194的引物和包含SEQIDNO:195的引物表示的引物对39;由包含SEQIDNO:196的引物和包含SEQIDNO:197的引物表示的引物对40;由包含SEQIDNO:198的引物和包含SEQIDNO:199的引物表示的引物对41;由包含SEQIDNO:200的引物和包含SEQIDNO:201的引物表示的引物对42;由包含SEQIDNO:202的引物和包含SEQIDNO:203的引物表示的引物对43;由包含SEQIDNO:204的引物和包含SEQIDNO:205的引物表示的引物对44;由包含SEQIDNO:206的引物和包含SEQIDNO:207的引物表示的引物对45;由包含SEQIDNO:208的引物和包含SEQIDNO:209的引物表示的引物对46;由包含SEQIDNO:210的引物和包含SEQIDNO:211的引物表示的引物对47;由包含SEQIDNO:212的引物和包含SEQIDNO:213的引物表示的引物对48;由包含SEQIDNO:214的引物和包含SEQIDNO:215的引物表示的引物对49;由包含SEQIDNO:216的引物和包含SEQIDNO:217的引物表示的引物对50;由包含SEQIDNO:218的引物和包含SEQIDNO:219的引物表示的引物对51;由包含SEQIDNO:220的引物和包含SEQIDNO:221的引物表示的引物对52;由包含SEQIDNO:222的引物和包含SEQIDNO:223的引物表示的引物对53;由包含SEQIDNO:224的引物和包含SEQIDNO:225的引物表示的引物对54;由包含SEQIDNO:226的引物和包含SEQIDNO:227的引物表示的引物对55;由包含SEQIDNO:228的引物和包含SEQIDNO:229的引物表示的引物对56;以及由包含SEQIDNO:230的引物和包含SEQIDNO:231的引物表示的引物对57;以及
(b)将感兴趣的等位基因渐渗入缺少上述等位基因的玉蜀黍种质。在一些实施方式中,感兴趣的等位基因包含SEQIDNO:1-117、400、和401的一种,或核苷酸序列,其相对于SEQIDNO:1-117、400、和401的一种的全长是至少85%、90%、或95%相同的。在一些实施方式中,感兴趣的等位基因是正相关于水优化性状的有利的等位基因和/或有利的单体型。
在一些实施方式中,有利的等位基因包含至少90%相同于SEQIDNO:1-117、400、和401的一种或多种的核苷酸序列,并且进一步包含一种或多种的特定核苷酸和本文披露的位置组合。通过非限制性的举例的方式,在一些实施方式中,有利的等位基因包含核苷酸序列,其至少90%相同于:
SEQIDNO:1,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:1的位置115的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:1的位置270的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:1的位置301的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:1的位置483的位置处的A核苷酸、或它们的任何组合;
SEQIDNO:2,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:2的位置100的位置处的G核苷酸和在对应于SEQIDNO:2的位置264-271的位置处的缺失、或它们的组合;
SEQIDNO:3,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:3的位置216的位置处的G核苷酸;
SEQIDNO:4,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:4的位置503的位置处的A核苷酸;
SEQIDNO:5,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:5的位置818-821的位置处的CGCG四核苷酸;
SEQIDNO:6,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:6的位置254的位置处的G或A核苷酸;
SEQIDNO:7,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:7的位置4497-4498的位置处的GA二核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4792的位置处的C或T核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4836的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT或TCC三核苷酸、或它们的任何组合;或进一步包含在SEQIDNO:7的位置4497-4498处的缺失、在对应于SEQIDNO:7的位置4505的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4609的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4792的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4836的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4844的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4969的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的TCC三核苷酸;
SEQIDNO:8,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:8的位置217的位置处的A核苷酸,以及可选地进一步包含在对应于SEQIDNO:8的位置390的位置处的G核苷酸和在对应于SEQIDNO:8的位置477的位置处的A核苷酸,或它们的任何组合;
SEQIDNO:9,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:9的位置292的位置处的C核苷酸;
SEQIDNO:10,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:10的位置166的位置处的A核苷酸;
SEQIDNO:11,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:11的位置148的位置处的G核苷酸;
SEQIDNO:12,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:12的位置94的位置处的C核苷酸;
SEQIDNO:13,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:13的位置35的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:13的位置148的位置处的C核苷酸、或在对应于SEQIDNO:13的位置89的位置处的G核苷酸,或它们的任何组合;
SEQIDNO:14,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:14的位置432的位置处的G核苷酸;
SEQIDNO:15,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:15的位置753的位置处的A核苷酸;
SEQIDNO:16,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:16的位置755的位置处的G核苷酸;
SEQIDNO:17,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:17的位置431的位置处的G核苷酸;
SEQIDNO:18,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:18的位置518的位置处的G或T核苷酸;
SEQIDNO:19,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:19的位置182的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、或在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G或C核苷酸、或它们的任何组合;或进一步包含在对应于SEQIDNO:19的位置182的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置330的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸;
SEQIDNO:20,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:20的位置773-776的位置处的CTGG四核苷酸;
SEQIDNO:21,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:21的位置316-324的位置处的核苷酸的缺失;或进一步包含在对应于SEQIDNO:21的位置61的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:21的位置200的位置处的C核苷酸、和在对应于SEQIDNO:21的位置316-324的位置处的缺失;
SEQIDNO:22,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:22的位置211的位置处的G核苷酸;
SEQIDNO:23,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:23的位置116的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:23的位置217的位置处的A核苷酸、或它们的组合;
SEQIDNO:24,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:24的位置746的位置处的C核苷酸;
SEQIDNO:25,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:25的位置562的位置处的G核苷酸;
SEQIDNO:26,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:26的位置1271的位置处的C核苷酸;
SEQIDNO:27,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:27的位置254的位置处的C或T核苷酸;或可选地进一步包含在对应于SEQIDNO:27的位置64的位置处的G核苷酸和在对应于SEQIDNO:27的位置254的位置处的T核苷酸;
SEQIDNO:28,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:28的位置496的位置处的T核苷酸;或进一步包含在对应于SEQIDNO:28的位置98的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:28的位置147的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:28的位置224的位置处的C核苷酸、和在对应于SEQIDNO:28的位置496的位置处的T核苷酸;
SEQIDNO:29,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸;
SEQIDNO:30,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:30的位置259的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:30的位置398的位置处的G核苷酸、或它们的组合;或进一步包含在对应于SEQIDNO:30的位置259的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:30的位置296的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:30的位置398的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:30的位置1057的位置处的C核苷酸;
SEQIDNO:31,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:31的位置239的位置处的G核苷酸;
SEQIDNO:32,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:32的位置208的位置处的G核苷酸;
SEQIDNO:33,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸;
SEQIDNO:34,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:34的位置144-145的位置处的CA二核苷酸、在对应于SEQIDNO:34的位置169的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:34的位置537的位置处的A核苷酸、或它们的任何组合;
SEQIDNO:35,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:35的位置76的位置处的G核苷酸;
SEQIDNO:36,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:36的位置698的位置处的T核苷酸;或进一步包含在对应于SEQIDNO:36的位置500的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:36的位置568的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:36的位置698的位置处的T核苷酸;
SEQIDNO:37,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:37的位置375的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:37的位置386的位置处的A或G核苷酸、或它们的组合;
SEQIDNO:38,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:38的位置309的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:38的位置342的位置处的A核苷酸、或它们的组合;
SEQIDNO:39,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:39的位置445的位置处的G或C核苷酸;
SEQIDNO:40,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:40的位置602的位置处的A核苷酸;
SEQIDNO:41,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:41的位置190的位置处的G或A核苷酸、在对应于SEQIDNO:41的位置580的位置处的C核苷酸、或它们的组合;
SEQIDNO:42,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:42的位置266-268的位置处的TTG三核苷酸;或进一步包含在对应于SEQIDNO:42的位置238的位置处的A核苷酸、对应于SEQIDNO:42的位置266-268的核苷酸的缺失、和在对应于SEQIDNO:42的位置808的位置处的C核苷酸;
SEQIDNO:43,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:43的位置708的位置处的C或A核苷酸;
SEQIDNO:44,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸;
SEQIDNO:45,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:45的位置475的位置处的T核苷酸;
SEQIDNO:46,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸;
SEQIDNO:47,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:47的位置87的位置处的G核苷酸;
SEQIDNO:48,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A或G核苷酸;
SEQIDNO:49,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:49的位置650的位置处的G核苷酸,以及还可选地进一步包含在对应于SEQIDNO:49的位置166的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:49的位置224的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:49的位置892的位置处的G核苷酸;
SEQIDNO:50,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:50的位置541的位置处的T或A核苷酸;
SEQIDNO:51,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:51的位置111的位置处的G核苷酸;
SEQIDNO:52,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:52的位置442的位置处的C或G核苷酸;
SEQIDNO:53,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:53的位置428的位置处的C或T核苷酸、在对应于SEQIDNO:53的位置491的位置处的C核苷酸、或它们的组合;或进一步包含在对应SEQIDNO:53的位置83、428、491、和548的位置处的C核苷酸;
SEQIDNO:54,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:54的位置126的位置处的A核苷酸;
SEQIDNO:55,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸;
SEQIDNO:56,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的A或G核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置516的位置处的C核苷酸、或它们的组合;
SEQIDNO:57,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:57的位置173的位置处的T核苷酸;
SEQIDNO:58,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:58的位置486的位置处的C核苷酸;
SEQIDNO:59,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:59的位置729的位置处的G核苷酸;和/或
SEQIDNO:60,并且进一步包含在对应于SEQIDNO:60的位置267的位置处的G核苷酸。
用于产生耐旱玉米植物的方法可以包括在种质中检测与增强的耐旱性有关的标记并从所述种质产生玉米植物。种质可以是玉米的非天然品种。在一些实施方式中,种质的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于玉米的原种品种的基因组。在一些实施方式中,种质的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于NP2391的基因组。
在一些实施方式中,利用多种探针来检测包含与增强的耐旱性有关的标记的等位基因,其选自由下述组成的组:
1)单体型,其包含SEQIDNO:87、SEQIDNO:89、SEQIDNO:91、SEQIDNO:95、SEQIDNO:97、SEQIDNO:100、SEQIDNO:104和SEQIDNO:109;
2)单体型,其包含SEQIDNO:86、SEQIDNO:87、SEQIDNO:89、SEQIDNO:93、SEQIDNO:102、SEQIDNO:106、SEQIDNO:110和SEQIDNO:111;
3)单体型,其包含SEQIDNO:85、SEQIDNO:88、SEQIDNO:90、SEQIDNO:93、SEQIDNO:96、SEQIDNO:98、SEQIDNO:99、SEQIDNO:104、SEQIDNO:105和SEQIDNO:112;
4)单体型,其包含SEQIDNO:88、SEQIDNO:91、SEQIDNO:93、SEQIDNO:97、SEQIDNO:102、SEQIDNO:103和SEQIDNO:105;
5)单体型,其包含SEQIDNO:87、SEQIDNO:92、SEQIDNO:94、SEQIDNO:97、SEQIDNO:101、SEQIDNO:107、SEQIDNO:108、SEQIDNO:109和SEQIDNO:112;以及
6)单体型,其包含SEQIDNO:88、SEQIDNO:91、SEQIDNO:98、SEQIDNO:101和SEQIDNO:112。
在一些实施方式中,利用多种探针来检测包含与增强的耐旱性有关的标记的等位基因,其选自由下述组成的组:
1)单体型,其包含SEQIDNO:87、SEQIDNO:89和SEQIDNO:95;
2)单体型,其包含SEQIDNO:86、SEQIDNO:87、SEQIDNO:89、SEQIDNO:93、SEQIDNO:102和SEQIDNO:106;
3)单体型,其包含SEQIDNO:85、SEQIDNO:88、SEQIDNO:90、SEQIDNO:93、SEQIDNO:98和SEQIDNO:112;
4)单体型,其包含SEQIDNO:88、SEQIDNO:93和SEQIDNO:102;
5)单体型,其包含SEQIDNO:87、SEQIDNO:94、SEQIDNO:101和SEQIDNO:112;以及
6)单体型,其包含SEQIDNO:88、SEQIDNO:98、SEQIDNO:101和SEQIDNO:112。
在一些实施方式中,利用探针或多种探针来检测包含与增强的耐旱性有关的标记的等位基因,其选自由下述组成的组:
1)SEQIDNO:87;
2)SEQIDNO:88;
3)单体型,其包含SEQIDNO:86和SEQIDNO:87;以及
4)单体型,其包含SEQIDNO:88和SEQIDNO:90。
在一些实施方式中,在分离自玉米植物或种质的核酸样品的扩增产物中,检测包含与增强的耐旱性有关的标记的等位基因,其中,利用扩增引物对来产生扩增产物,上述扩增引物对选自由下述组成的组:
1)SEQIDNO:31和SEQIDNO:59、SEQIDNO:33和SEQIDNO:61、SEQIDNO:35和SEQIDNO:63、SEQIDNO:39和SEQIDNO:67、SEQIDNO:41和SEQIDNO:69、SEQIDNO:44和SEQIDNO:72、SEQIDNO:48和SEQIDNO:76、以及SEQIDNO:53和SEQIDNO:81;
2)SEQIDNO:30和SEQIDNO:58、SEQIDNO:31和SEQIDNO:59、SEQIDNO:33和SEQIDNO:61、SEQIDNO:37和SEQIDNO:65、SEQIDNO:46和SEQIDNO:74、SEQIDNO:50和SEQIDNO:78、SEQIDNO:54和SEQIDNO:82、以及SEQIDNO:55和SEQIDNO:83;
3)SEQIDNO:29和SEQIDNO:57、SEQIDNO:32和SEQIDNO:60、SEQIDNO:34和SEQIDNO:62、SEQIDNO:37和SEQIDNO:65、SEQIDNO:40和SEQIDNO:68、SEQIDNO:42和SEQIDNO:70、SEQIDNO:43和SEQIDNO:71、SEQIDNO:48和SEQIDNO:76、SEQIDNO:49和SEQIDNO:77、以及SEQIDNO:56和SEQIDNO:84;
4)SEQIDNO:32和SEQIDNO:60、SEQIDNO:35和SEQIDNO:63、SEQIDNO:37和SEQIDNO:65、SEQIDNO:41和SEQIDNO:69、SEQIDNO:46和SEQIDNO:74、SEQIDNO:47和SEQIDNO:75、以及SEQIDNO:49和SEQIDNO:77;
5)SEQIDNO:31和SEQIDNO:59、SEQIDNO:36和SEQIDNO:64、SEQIDNO:38和SEQIDNO:66、SEQIDNO:41和SEQIDNO:69、SEQIDNO:45和SEQIDNO:73、SEQIDNO:51和SEQIDNO:79、SEQIDNO:52和SEQIDNO:80、SEQIDNO:53和SEQIDNO:81、以及SEQIDNO:56和SEQIDNO:84;以及
6)SEQIDNO:32和SEQIDNO:60、SEQIDNO:35和SEQIDNO:63、SEQIDNO:42和SEQIDNO:70、SEQIDNO:45和SEQIDNO:73、以及SEQIDNO:56和SEQIDNO:84。
在一些实施方式中,在分离自玉米植物或种质的核酸样品的扩增产物中,检测包含与增强的耐旱性有关的标记的等位基因,其中,利用扩增引物对来产生扩增产物,上述扩增引物对选自由下述组成的组:
1)SEQIDNO:31和SEQIDNO:59、SEQIDNO:33和SEQIDNO:61以及SEQIDNO:39和SEQIDNO:67;
2)SEQIDNO:30和SEQIDNO:58、SEQIDNO:31和SEQIDNO:59、SEQIDNO:33和SEQIDNO:61、SEQIDNO:37和SEQIDNO:65、SEQIDNO:46和SEQIDNO:74、以及SEQIDNO:50和SEQIDNO:78;
3)SEQIDNO:29和SEQIDNO:57、SEQIDNO:32和SEQIDNO:60、SEQIDNO:34和SEQIDNO:62、SEQIDNO:37和SEQIDNO:65、SEQIDNO:42和SEQIDNO:70、以及SEQIDNO:56和SEQIDNO:84;
4)SEQIDNO:32和SEQIDNO:60、SEQIDNO:37和SEQIDNO:65、以及SEQIDNO:46和SEQIDNO:74;
5)SEQIDNO:31和SEQIDNO:59、SEQIDNO:38和SEQIDNO:66、SEQIDNO:45和SEQIDNO:73、以及SEQIDNO:56和SEQIDNO:84;
以及
6)SEQIDNO:32和SEQIDNO:60、SEQIDNO:42和SEQIDNO:70、SEQIDNO:45和SEQIDNO:73、以及SEQIDNO:56和SEQIDNO:84。
在一些实施方式中,在分离自玉米植物或种质的核酸样品的扩增产物中,检测包含与增强的耐旱性有关的标记的等位基因,其中,利用扩增引物对来产生扩增产物,上述扩增引物对选自由下述组成的组:
1)SEQIDNO:31和SEQIDNO:59;
2)SEQIDNO:32和SEQIDNO:60;
3)SEQIDNO:30和SEQIDNO:58、以及SEQIDNO:31和SEQIDNO:59;以及
4)SEQIDNO:32和SEQIDNO:60,以及SEQIDNO:34和SEQIDNO:62。
用于将与增强的耐旱性有关的等位基因渐渗入玉米植物或种质的方法可以包括杂交包含所述等位基因的第一玉米植物或种质(供体)与缺少所述等位基因的第二玉米植物或种质(轮回亲本),并重复回交包含所述等位基因的子代与轮回亲本。可以通过在它们的基因组中检测与增强的耐旱性有关的标记的存在来鉴定包含所述等位基因的子代。供体或轮回亲本、或两者,可以是玉米的非天然品种。在一些实施方式中,供体是CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692。在一些实施方式中,供体的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692的基因组。在一些实施方式中,轮回亲本是玉米的原种品种。在一些实施方式中,轮回亲本的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于玉米的原种品种的基因组。在一些实施方式中,轮回亲本是NP2391品种。在一些实施方式中,轮回亲本的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于NP2391的基因组。
在一些实施方式中,本申请披露的主题还提供了产生耐旱玉米植物的方法。在一些实施方式中,本申请披露的方法包括在玉米种质中检测与增强的耐旱性有关的标记的存在,其中所述标记选自由下述组成的组:
在对应于SEQIDNO:2的位置100的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:23的位置116的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:57的位置173的位置处的T核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:60的位置267的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:25的位置562的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:26的位置1271的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:51的位置111的位置处的G核苷酸;
在对应于位置100的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:23的位置217的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:24的位置746的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:58的位置486的位置处的C核苷酸;
在对应于SEQIDNO:2的位置264-271的位置处的核苷酸的缺失、在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的G核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:58的位置486的位置处的C核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:27的位置254的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:45的位置475的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置516的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:59的位置729的位置处的G核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:60的位置267的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的A核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:57的位置173的位置处的T核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:26的位置1271的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:51的位置111的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:47的位置87的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的G核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:45的位置475的位置处的T核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸和在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸;以及
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸和在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的G核苷酸,
以及它们的组合;以及
从所述玉米种质产生植物,从而产生耐旱玉米植物。
本申请披露的主题还提供了用于鉴定和/或选择耐旱玉米植物或种质的方法。用于选择耐旱玉米植物或种质的方法可以包括杂交第一玉米植物或种质与第二玉米植物或种质,其中所述第一玉米植物或种质包含与增强的耐旱性有关的标记,以及选择包含所述与增强的耐旱性有关的标记的子代植物或种质。第一或第二玉米植物或种质、或两者,可以是玉米的非天然品种。在一些实施方式中,第一玉米植物或种质是CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692。在一些实施方式中,第一玉米植物或种质的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692的基因组。在一些实施方式中,第二玉米植物或种质是玉米的原种品种。在一些实施方式中,第二玉米植物或种质的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于玉米的原种品种的基因组。在一些实施方式中,第二玉米植物或种质是NP2391品种。在一些实施方式中,第二玉米植物或种质的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于NP2391的基因组。
因此,在一些实施方式中,上述方法包括在所述玉米植物或种质中检测与增强的耐旱性有关的标记的存在,其中所述标记包含多种等位基因,其是在分离自所述玉米植物或种质的核酸样品的扩增产物中加以检测,利用扩增引物对来产生扩增产物,上述扩增引物对选自由下述组成的组:
(i)SEQIDNO:120和121;SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:160和161;SEQIDNO:180和181;SEQIDNO:208和209;SEQIDNO:222和223;SEQIDNO:224和225;以及SEQIDNO:230和231;
(ii)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:152和153;SEQIDNO:164和165;SEQIDNO:166和167;SEQIDNO:202和203;SEQIDNO:204和205;SEQIDNO:208和209;以及SEQIDNO:212和213;
(iii)SEQIDNO:120和121;SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:160和161;SEQIDNO:162和163;SEQIDNO:172和173;SEQIDNO:202和203;SEQIDNO:206和207;SEQIDNO:208和209;SEQIDNO:220和221;以及SEQIDNO:226和227;
(iv)SEQIDNO:120和121;SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:152和153;SEQIDNO:180和181;SEQIDNO:202和203;SEQIDNO:222和223;以及SEQIDNO:226和227;
(v)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:152和153;SEQIDNO:168和169;SEQIDNO:180和181;SEQIDNO:202和203;SEQIDNO:220和221;SEQIDNO:222和223;SEQIDNO:228和229;以及SEQIDNO:230和231;
(vi)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:152和153;SEQIDNO:172和173;SEQIDNO:220和221;以及SEQIDNO:222和223;
(vii)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:208和209;SEQIDNO:222和223;以及SEQIDNO:224和225;
(viii)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:152和153;SEQIDNO:166和167;SEQIDNO:202和203;SEQIDNO:204和205;SEQIDNO:208和209;以及SEQIDNO:212和213;
(ix)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:172和173;SEQIDNO:202和203;SEQIDNO:206和207;SEQIDNO:208和209;以及SEQIDNO:220和221;
(x)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:152和153;SEQIDNO:202和203;以及SEQIDNO:222和223;
(xi)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:152和153;SEQIDNO:202和203;以及SEQIDNO:220和221;
(xii)SEQIDNO:130和131;
(xiii)SEQIDNO:130和131;以及SEQIDNO:204和205;以及
(xiv)SEQIDNO:130和131;以及SEQIDNO:208和209,
从而鉴定和/或选择耐旱玉米植物或种质。
本申请披露的主题还提供了用于产生耐旱玉米植物的方法,该方法包括在玉米种质中检测与增强的耐旱性有关的标记的存在,其中所述标记包含多种等位基因,在分离自所述玉米植物或种质的核酸样品的扩增产物中对其加以检测,其中利用利用扩增引物对来产生所述扩增产物,上述扩增引物对选自由下述组成的组:
(i)SEQIDNO:120和121;SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:160和161;SEQIDNO:180和181;SEQIDNO:208和209;SEQIDNO:222和223;SEQIDNO:224和225;以及SEQIDNO:230和231;
(ii)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:152和153;SEQIDNO:164和165;SEQIDNO:166和167;SEQIDNO:202和203;SEQIDNO:204和205;SEQIDNO:208和209;以及SEQIDNO:212和213;
(iii)SEQIDNO:120和121;SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:160和161;SEQIDNO:162和163;SEQIDNO:172和173;SEQIDNO:202和203;SEQIDNO:206和207;SEQIDNO:208和209;SEQIDNO:220和221;以及SEQIDNO:226和227;
(iv)SEQIDNO:120和121;SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:152和153;SEQIDNO:180和181;SEQIDNO:202和203;SEQIDNO:222和223;以及SEQIDNO:226和227;
(v)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:152和153;SEQIDNO:168和169;SEQIDNO:180和181;SEQIDNO:202和203;SEQIDNO:220和221;SEQIDNO:222和223;SEQIDNO:228和229;以及SEQIDNO:230和231;
(vi)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:152和153;SEQIDNO:172和173;SEQIDNO:220和221;以及SEQIDNO:222和223;
(vii)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:208和209;SEQIDNO:222和223;以及SEQIDNO:224和225;
(viii)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:152和153;SEQIDNO:166和167;SEQIDNO:202和203;SEQIDNO:204和205;SEQIDNO:208和209;以及SEQIDNO:212和213;
(ix)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:172和173;SEQIDNO:202和203;SEQIDNO:206和207;SEQIDNO:208和209;以及SEQIDNO:220和221;
(x)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:152和153;SEQIDNO:202和203;以及SEQIDNO:222和223;
(xi)SEQIDNO:130和131;SEQIDNO:152和153;SEQIDNO:202和203;以及SEQIDNO:220和221;
(xii)SEQIDNO:130和131;
(xiii)SEQIDNO:130和131;以及SEQIDNO:204和205;以及
(xiv)SEQIDNO:130和131;以及SEQIDNO:208和209,以及
从所述玉米种质产生植物,从而产生耐旱玉米植物。
本申请披露的主题还提供了用于鉴定和/或选择耐旱玉米植物或种质的方法,该方法包括在所述玉米植物或种质中检测与增强的耐旱性有关的标记的存在,其中所述标记包含多种等位基因,利用多种探针对其加以检测,上述探针选自由下述组成的组:
(i)SEQIDNO:348和349;SEQIDNO:350和351;SEQIDNO:360和361;SEQIDNO:372和373;SEQIDNO:382和383;SEQIDNO:388和389;SEQIDNO:382和383;以及SEQIDNO:398和399;
(ii)SEQIDNO:350和251;SEQIDNO:356和357;SEQIDNO:364和365;SEQIDNO:366和367;SEQIDNO:374和375;SEQIDNO:378和379;SEQIDNO:382和383;以及SEQIDNO:384和385;
(iii)SEQIDNO:348和349;SEQIDNO:352和353;SEQIDNO:358和359;SEQIDNO:362和363;SEQIDNO:370和371;SEQIDNO:374和375;SEQIDNO:382和383;SEQIDNO:386和387;以及SEQIDNO:394和395;
(iv)SEQIDNO:346和347;SEQIDNO:352和353;SEQIDNO:356和357;SEQIDNO:372和373;SEQIDNO:388和389;以及SEQIDNO:394和395;
(v)SEQIDNO:351和351;SEQIDNO:354和355;SEQIDNO:368和369;SEQIDNO:372和373;SEQIDNO:376和377;SEQIDNO:386和387;SEQIDNO:390和391;SEQIDNO:396和397;以及SEQIDNO:398和399;
(vi)SEQIDNO:352和353;SEQIDNO:354和355;SEQIDNO:370和371;SEQIDNO:386和387;SEQIDNO:388和389;
(vii)SEQIDNO:350和351;SEQIDNO:382和383;SEQIDNO:388和389;以及SEQIDNO:392和393;
(viii)SEQIDNO:350和351;SEQIDNO:366和367;SEQIDNO:374和375;SEQIDNO:378和379;SEQIDNO:382和383;以及SEQIDNO:384和385;
(ix)SEQIDNO:352和353;SEQIDNO:370和371;SEQIDNO:380和381;SEQIDNO:382和383;以及SEQIDNO:386和387;
(x)SEQIDNO:352和353;SEQIDNO:356和357;以及SEQIDNO:388和389;
(xi)SEQIDNO:350和351;SEQIDNO:354和355;SEQIDNO:376和377;以及SEQIDNO:386和387;
(xii)SEQIDNO:350和351;
(xiii)SEQIDNO:352和353;
(xiv)SEQIDNO:350和351以及SEQIDNO:378和379;以及
(xv)SEQIDNO:352和353以及SEQIDNO:382和383;
从而鉴定和/或选择耐旱玉米植物或种质。
本申请披露的主题还提供了用于产生耐旱玉米植物的方法,该方法包括在玉米种质中检测与增强的耐旱性有关的标记的存在,其中所述标记包含多种等位基因,利用多种探针对其加以检测,上述探针选自由下述组成的组:
(i)SEQIDNO:348和349;SEQIDNO:350和351;SEQIDNO:360和361;SEQIDNO:372和373;SEQIDNO:382和383;SEQIDNO:388和389;SEQIDNO:382和383;以及SEQIDNO:398和399;
(ii)SEQIDNO:350和251;SEQIDNO:356和357;SEQIDNO:364和365;SEQIDNO:366和367;SEQIDNO:374和375;SEQIDNO:378和379;SEQIDNO:382和383;以及SEQIDNO:384和385;
(iii)SEQIDNO:348和349;SEQIDNO:352和353;SEQIDNO:358和359;SEQIDNO:362和363;SEQIDNO:370和371;SEQIDNO:374和375;SEQIDNO:382和383;SEQIDNO:386和387;以及SEQIDNO:394和395;
(iv)SEQIDNO:346和347;SEQIDNO:352和353;SEQIDNO:356和357;SEQIDNO:372和373;SEQIDNO:388和389;以及SEQIDNO:394和395;
(v)SEQIDNO:351和351;SEQIDNO:354和355;SEQIDNO:368和369;SEQIDNO:372和373;SEQIDNO:376和377;SEQIDNO:386和387;SEQIDNO:390和391;SEQIDNO:396和397;以及SEQIDNO:398和399;
(vi)SEQIDNO:352和353;SEQIDNO:354和355;SEQIDNO:370和371;SEQIDNO:386和387;SEQIDNO:388和389;
(vii)SEQIDNO:350和351;SEQIDNO:382和383;SEQIDNO:388和389;以及SEQIDNO:392和393;
(viii)SEQIDNO:350和351;SEQIDNO:366和367;SEQIDNO:374和375;SEQIDNO:378和379;SEQIDNO:382和383;以及SEQIDNO:384和385;
(ix)SEQIDNO:352和353;SEQIDNO:370和371;SEQIDNO:380和381;SEQIDNO:382和383;以及SEQIDNO:386和387;
(x)SEQIDNO:352和353;SEQIDNO:356和357;以及SEQIDNO:388和389;
(xi)SEQIDNO:350和351;SEQIDNO:354和355;SEQIDNO:376和377;以及SEQIDNO:386和387;
(xii)SEQIDNO:350和351;
(xiii)SEQIDNO:352和353;
(xiv)SEQIDNO:350和351以及SEQIDNO:378和379;以及
(xv)SEQIDNO:352和353以及SEQIDNO:382和383,以及
从所述玉米种质产生植物,从而产生耐旱玉米植物。
在本申请披露的方法的一些实施方式中,玉米植物或种质是玉米的非天然品种。在一些实施方式中,所述玉米植物或种质的基因组是至少95%相同于NP2391的基因组。
在一些实施方式中,本申请披露的主题还提供了用于选择耐旱玉米植物或种质的方法。在一些实施方式中,上述方法包括杂交第一玉米植物或种质与第二玉米植物或种质,其中所述第一玉米植物或种质在其基因组内包含与增强的耐旱性有关的单体型,其中所述单体型选自由下述组成的组:
在对应于SEQIDNO:2的位置100的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:23的位置116的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:57的位置173的位置处的T核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:60的位置267的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:25的位置562的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:26的位置1271的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:51的位置111的位置处的G核苷酸;
在对应于位置100的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:23的位置217的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:24的位置746的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:58的位置486的位置处的C核苷酸;
在对应于SEQIDNO:2的位置264-271的位置处的核苷酸的缺失、在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的G核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:58的位置486的位置处的C核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:27的位置254的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:45的位置475的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置516的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:59的位置729的位置处的G核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:60的位置267的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的A核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:57的位置173的位置处的T核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:26的位置1271的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:51的位置111的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:47的位置87的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的G核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:45的位置475的位置处的T核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸以及在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸;以及
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸以及在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的G核苷酸,
以及它们的组合;以及
选择在其基因组内具有所述单体型的子代植物或种质,从而选择耐旱玉米植物或种质。在一些实施方式中,第一玉米植物或种质或第二玉米植物或种质、或两者,是玉米的非天然品种。在一些实施方式中,所述第一玉米植物或种质的基因组是至少95%相同于CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692的基因组。在一些实施方式中,第一玉米植物或种质选自由CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、和TuxpenoVEN692组成的组。
在本申请披露的方法的一些实施方式中,所述第二玉米植物或种质的基因组是至少95%相同于玉米的原种品种的基因组。在一些实施方式中,第二玉米植物或种质是玉米的原种品种。在一些实施方式中,玉米的原种品种是NP2391。
IV.通过转基因方法来生产携带改善的性状的玉米植物
在一些实施方式中,本申请披露的主题涉及通过将包含性状相关等位基因和/或多态性的单体型的核酸序列引入受体植物来利用多态性(包括但不限于SNP)或性状赋予部分以产生携带性状的玉米植物。
可以将供体植物,其具有包含水优化性状等位基因和/或单体型的核酸序列,转移到缺少等位基因和/或单体型的受体植物。可以通过杂交携带水优化性状的供体植物与携带非性状的受体植物(例如,通过渐渗)、通过转化、通过原生质体转化或融合、通过双单倍体技术、通过胚胎拯救(embryorescue)、或通过任何其它核酸转移系统,来转移核酸序列。于是,如果需要的话,可以选择包含一种或多种本申请披露的水优化性状等位基因和/或单体型的子代植物。利用本领域已知的方法,包含水优化性状等位基因和/或单体型的核酸序列可以分离自供体植物,并且通过转基因方法,分离的核酸序列可以转化受体植物。这可以借助于载体,在配子、或其它适宜的转移因子,如涂布有核酸序列的弹道颗粒(ballisticparticle)中发生。
植物转化通常涉及构造将在植物细胞中发挥作用并且包括包含与水优化性状有关的等位基因和/或单体型的核酸序列的表达载体,上述载体可以包含水优化性状-赋予基因。这种基因通常是受控的或操作性连接于一种或多种调节元件,如启动子。表达载体可以包含一种或多种上述可操作地连接的基因/调节元件组合,只要包含在组合中的基因的至少一种编码水优化性状。载体可以具有质粒的形式,并且可以单独或连同其它质粒一起使用,以提供转基因植物,其是更好的水优化植物,其中利用本领域已知的转化方法,如农杆菌转化系统。
转化细胞经常包含可选择标记以便于转化鉴定。可选择标记(选择性标记)通常适应于通过负选择(通过抑制并不包含可选择标记基因的细胞的生长)、或通过正选择(通过筛选由可选择标记基因编码的产物)来加以恢复(recover)。用于植物转化的许多通常使用的可选择标记基因在本领域中是已知的,并且包括,例如,编码酶(这些酶代谢解毒选择性化学剂,其可以是抗生素或除草剂)的基因,或编码改变靶(其对于抑制剂是不敏感的)的基因。若干正选择方法在本领域中是已知的,如甘露糖选择。可替换地,无标记转化(marker-lesstransformation)可以用来获得没有上述标记基因的植物,用于其的技术在本领域中也是已知的。
V.耐旱玉米植物和种质
本申请披露的主题提供了耐旱玉米植物和种质。如上所述,本申请披露的主题的方法可以用来鉴定、产生和/或选择耐旱玉米植物或种质。除上述方法以外,可以通过将与增强的耐旱性有关的标记引入玉米植物或种质的任何方法,包括但不限于转化、原生质体转化或融合、双单倍体技术、胚胎拯救、或通过任何其它核酸转移系统,来产生耐旱玉米植物或种质。
在一些实施方式中,玉米植物或种质包括玉米的非天然品种。在一些实施方式中,玉米植物或种质(的基因组)是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于玉米的原种品种的基因组。在一些实施方式中,所述玉米植物或种质的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于NP2391的基因组。
玉米植物或种质可以是在玉米的原种品种和包含与增强的耐旱性有关的等位基因的玉米的品种之间的杂交的子代。在一些实施方式中,玉米的原种品种是NP2391。在一些实施方式中,玉米的原种品种的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于NP2391的基因组。在一些实施方式中,包含与增强的耐旱性有关的等位基因的品种是CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692。在一些实施方式中,包含与增强的耐旱性有关的等位基因的品种的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692的基因组。
玉米植物或种质可以是渐渗的子代,其中轮回亲本是玉米的原种品种以及供体包含与增强的耐旱性有关的等位基因。在一些实施方式中,轮回亲本是NP2391。在一些实施方式中,轮回亲本的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于NP2391的基因组。在一些实施方式中,供体是CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692。在一些实施方式中,供体的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692的基因组。
玉米植物或种质可以是在玉米的第一原种品种(例如,测试系)之间的杂交的子代、在玉米的第二原种品种(例如,轮回亲本)之间的杂交的子代、以及包含与增强的耐旱性有关的等位基因的玉米的品种(例如,供体)。在一些实施方式中,玉米的第一原种品种是NP2460。在一些实施方式中,玉米的第一原种品种的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于NP2460的基因组。在一些实施方式中,玉米的第二原种品种是NP2391。在一些实施方式中,玉米的第二原种品种的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于NP2391的基因组。在一些实施方式中,包含与增强的耐旱性有关的等位基因的品种是CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692。在一些实施方式中,包含与增强的耐旱性有关的等位基因的品种的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692的基因组。
玉米植物或种质可以是在玉米的第一原种品种和渐渗的子代之间的杂交的子代,其中轮回亲本是玉米的第二原种品种以及供体包含与增强的耐旱性有关的等位基因。在一些实施方式中,玉米的第一原种品种是NP2460。在一些实施方式中,玉米的第一原种品种的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于NP2460的基因组。在一些实施方式中,轮回亲本是NP2391。在一些实施方式中,轮回亲本的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于NP2391的基因组。在一些实施方式中,供体是CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692。在一些实施方式中,供体的基因组是至少约50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、99%或100%相同于CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692的基因组。
因此,在一些实施方式中,本申请披露的主题提供了近交玉蜀黍植物,其包含与所期望的水优化性状有关的一种或多种等位基因。在一些实施方式中:
(i)水优化性状是在标准水分百分比下的谷物产量(grainyieldatstandardmoisturepercentage,YGSMN),并且有利的等位基因包含核苷酸序列,该核苷酸序列包含在SEQIDNO:1的核苷酸位置270处的A;在SEQIDNO:3的核苷酸位置216处G;在SEQIDNO:4的核苷酸位置503处的A;在SEQIDNO:5的核苷酸位置818-821处的CGCG四核苷酸;在SEQIDNO:6的核苷酸位置254处的G;在SEQIDNO:7的核苷酸位置4497-4498处的GA二核苷酸;在SEQIDNO:7的核苷酸位置4641处的A;在SEQIDNO:7的核苷酸位置4792处的C或T;在SEQIDNO:7的核苷酸位置4836处的T;在SEQIDNO:7的核苷酸位置4979-4981处的ACT或TCC三核苷酸;在SEQIDNO:9的核苷酸位置292处的C;在SEQIDNO:10的核苷酸位置166处的A;在SEQIDNO:12的核苷酸位置94处的C;在SEQIDNO:13的核苷酸位置86处的C;在SEQIDNO:13的核苷酸位置89处的G;在SEQIDNO:15的核苷酸位置753处的A;在SEQIDNO:16的核苷酸位置755处的G;在SEQIDNO:17的核苷酸位置431处的G;在SEQIDNO:19的核苷酸位置309处的A;在SEQIDNO:20的核苷酸位置s773-776处的CTGG四核苷酸;在SEQIDNO:21的核苷酸位置316-324处的缺失;在SEQIDNO:25的核苷酸位置562处的G;在SEQIDNO:27的核苷酸位置254处的T;在SEQIDNO:28的核苷酸位置496处的T;在SEQIDNO:30的核苷酸位置398处的G;在SEQIDNO:31的核苷酸位置239处的G;在SEQIDNO:32的核苷酸位置208处的G;在对应于SEQIDNO:34的位置144-145的位置处的CA二核苷酸;在对应于SEQIDNO:34的位置169的位置处的T核苷酸;在对应于SEQIDNO:35的位置76的位置处的G核苷酸;在对应于SEQIDNO:36的位置698的位置处的T核苷酸;在对应于SEQIDNO:37的位置386的位置处的A或G核苷酸;在对应于SEQIDNO:39的位置445的位置处的G核苷酸;在对应于SEQIDNO:40的位置602的位置处的A核苷酸;在对应于SEQIDNO:41的位置190的位置处的G核苷酸;在对应于SEQIDNO:41的位置580的位置处的C核苷酸;在对应于SEQIDNO:42的位置266-268的位置处的TTG三核苷酸;在对应于SEQIDNO:43的位置708的位置处的A核苷酸;在对应于SEQIDNO:49的位置650的位置处的G核苷酸;在对应于SEQIDNO:50的位置541的位置处的A或T核苷酸;在对应于SEQIDNO:53的位置428的位置处的T核苷酸;在对应于SEQIDNO:53的位置491的位置处的C核苷酸;和/或在对应于SEQIDNO:54的位置126的位置处的A核苷酸;和/或
(ii)水优化性状是收获时的谷物水分(grainmoistureatharvest,GMSTP),并且有利的等位基因包含核苷酸序列,该核苷酸序列包含在对应于SEQIDNO:6的位置254的位置处的A核苷酸;在对应于SEQIDNO:8的位置217的位置处的A核苷酸;在对应于SEQIDNO:9的位置292的位置处的C核苷酸;在对应于SEQIDNO:10的位置166的位置处的A核苷酸;在对应于SEQIDNO:11的位置148的位置处的G核苷酸;在对应于SEQIDNO:13的位置35的位置处的A核苷酸;在对应于SEQIDNO:14的位置432的位置处的G核苷酸;在对应于SEQIDNO:18的位置518的位置处的G核苷酸;在对应于SEQIDNO:19的位置182的位置处的A核苷酸;在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的C核苷酸;在对应于SEQIDNO:20的位置773-776的位置处的CTGG四核苷酸;在对应于SEQIDNO:22的位置211的位置处的G核苷酸;在对应于SEQIDNO:25的位置562的位置处的G核苷酸;在对应于SEQIDNO:27的位置254的位置处的C核苷酸;在对应于SEQIDNO:31的位置239的位置处的G核苷酸;在对应于SEQIDNO:34的位置144-145的位置处的CA二核苷酸;在对应于SEQIDNO:34的位置537的位置处的A核苷酸;在对应于SEQIDNO:37的位置386的位置处的A核苷酸;在对应于SEQIDNO:38的位置309的位置处的C核苷酸;在对应于SEQIDNO:38的位置342的位置处的A核苷酸;在对应于SEQIDNO:39的位置445的位置处的C核苷酸;在对应于SEQIDNO:41的位置190的位置处的A核苷酸;在对应于SEQIDNO:43的位置708的位置处的C核苷酸;在对应于SEQIDNO:49的位置650的位置处的G核苷酸;在对应于SEQIDNO:53的位置428的位置处的C核苷酸;在对应于SEQIDNO:53的位置491的位置处的C核苷酸;和/或
(iii)水优化性状是每块样地的谷粒重量(grainweightperplot,GWTPN),并且有利的等位基因包含核苷酸序列,该核苷酸序列包含在SEQIDNO:18的核苷酸位置518处的T。
在一些实施方式中,本申请披露的主题还提供了包含有助于水优化的至少一种有利的等位基因的玉蜀黍植物,上述等位基因由至少一种标记等位基因加以定义,其中标记等位基因包含多态位点并且特点在于可以在PCR反应中获得的PCR扩增产物,其中利用PCR寡核苷酸引物或多种寡核苷酸引物,特别是一对PCR寡核苷酸引物或多个引物对,但尤其是选自下述的引物对:由包含SEQIDNO:118的引物和包含SEQIDNO:119的引物表示的引物对1;由包含SEQIDNO:120的引物和包含SEQIDNO:121的引物表示的引物对2;由包含SEQIDNO:122的引物和包含SEQIDNO:123的引物表示的引物对3;由包含SEQIDNO:124的引物和包含SEQIDNO:125的引物表示的引物对4;由包含SEQIDNO:126的引物和包含SEQIDNO:127的引物表示的引物对5;由包含SEQIDNO:128的引物和包含SEQIDNO:129的引物表示的引物对6;由包含SEQIDNO:130的引物和包含SEQIDNO:131的引物表示的引物对7;由包含SEQIDNO:132的引物和包含SEQIDNO:133的引物表示的引物对8;由包含SEQIDNO:134的引物和包含SEQIDNO:135的引物表示的引物对9;由包含SEQIDNO:136的引物和包含SEQIDNO:137的引物表示的引物对10;由包含SEQIDNO:138的引物和包含SEQIDNO:139的引物表示的引物对11;由包含SEQIDNO:140的引物和包含SEQIDNO:141的引物表示的引物对12;由包含SEQIDNO:142的引物和包含SEQIDNO:143的引物表示的引物对13;由包含SEQIDNO:144的引物和包含SEQIDNO:145的引物表示的引物对14;由包含SEQIDNO:146的引物和包含SEQIDNO:147的引物表示的引物对15;由包含SEQIDNO:148的引物和包含SEQIDNO:149的引物表示的引物对16;由包含SEQIDNO:150的引物和包含SEQIDNO:151的引物表示的引物对17;由包含SEQIDNO:152的引物和包含SEQIDNO:153的引物表示的引物对18;由包含SEQIDNO:154的引物和包含SEQIDNO:155的引物表示的引物对19;由包含SEQIDNO:156的引物和包含SEQIDNO:157的引物表示的引物对20;由包含SEQIDNO:158的引物和包含SEQIDNO:159的引物表示的引物对21;由包含SEQIDNO:160的引物和包含SEQIDNO:161的引物表示的引物对22;由包含SEQIDNO:162的引物和包含SEQIDNO:163的引物表示的引物对23;由包含SEQIDNO:164的引物和包含SEQIDNO:165的引物表示的引物对24;由包含SEQIDNO:166的引物和包含SEQIDNO:167的引物表示的引物对25;由包含SEQIDNO:168的引物和包含SEQIDNO:169的引物表示的引物对26;由包含SEQIDNO:170的引物和包含SEQIDNO:171的引物表示的引物对27;由包含SEQIDNO:172的引物和包含SEQIDNO:173的引物表示的引物对28;由包含SEQIDNO:174的引物和包含SEQIDNO:175的引物表示的引物对29;由包含SEQIDNO:176的引物和包含SEQIDNO:177的引物表示的引物对30;由包含SEQIDNO:178的引物和包含SEQIDNO:179的引物表示的引物对31;由包含SEQIDNO:180的引物和包含SEQIDNO:181的引物表示的引物对32;由包含SEQIDNO:182的引物和包含SEQIDNO:183的引物表示的引物对33;由包含SEQIDNO:184的引物和包含SEQIDNO:185的引物表示的引物对34;由包含SEQIDNO:186的引物和包含SEQIDNO:187的引物表示的引物对35;由包含SEQIDNO:188的引物和包含SEQIDNO:189的引物表示的引物对36;由包含SEQIDNO:190的引物和包含SEQIDNO:191的引物表示的引物对37;由包含SEQIDNO:192的引物和包含SEQIDNO:193的引物表示的引物对38;由包含SEQIDNO:194的引物和包含SEQIDNO:195的引物表示的引物对39;由包含SEQIDNO:196的引物和包含SEQIDNO:197的引物表示的引物对40;由包含SEQIDNO:198的引物和包含SEQIDNO:199的引物表示的引物对41;由包含SEQIDNO:200的引物和包含SEQIDNO:201的引物表示的引物对42;由包含SEQIDNO:202的引物和包含SEQIDNO:203的引物表示的引物对43;由包含SEQIDNO:204的引物和包含SEQIDNO:205的引物表示的引物对44;由包含SEQIDNO:206的引物和包含SEQIDNO:207的引物表示的引物对45;由包含SEQIDNO:208的引物和包含SEQIDNO:209的引物表示的引物对46;由包含SEQIDNO:210的引物和包含SEQIDNO:211的引物表示的引物对47;由包含SEQIDNO:212的引物和包含SEQIDNO:213的引物表示的引物对48;由包含SEQIDNO:214的引物和包含SEQIDNO:215的引物表示的引物对49;由包含SEQIDNO:216的引物和包含SEQIDNO:217的引物表示的引物对50;由包含SEQIDNO:218的引物和包含SEQIDNO:219的引物表示的引物对51;由包含SEQIDNO:220的引物和包含SEQIDNO:221的引物表示的引物对52;由包含SEQIDNO:222的引物和包含SEQIDNO:223的引物表示的引物对53;由包含SEQIDNO:224的引物和包含SEQIDNO:225的引物表示的引物对54;由包含SEQIDNO:226的引物和包含SEQIDNO:227的引物表示的引物对55;由包含SEQIDNO:228的引物和包含SEQIDNO:229的引物表示的引物对56;以及由包含SEQIDNO:230的引物和包含SEQIDNO:231的引物表示的引物对57。
在一些实施方式中,本申请披露的主题提供了在它的基因组中具有与增强的耐旱性有关的单体型的非天然玉米植物或种质。在一些实施方式中,其中所述单体型选自由下述组成的组:
在对应于SEQIDNO:2的位置100的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:23的位置116的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:57的位置173的位置处的T核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:60的位置267的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:25的位置562的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:26的位置1271的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:51的位置111的位置处的G核苷酸;
在对应于位置100的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:23的位置217的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:24的位置746的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:58的位置486的位置处的C核苷酸;
在对应于SEQIDNO:2的位置264-271的位置处的核苷酸的缺失、在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的G核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:58的位置486的位置处的C核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:27的位置254的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:33的位置391的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:45的位置475的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置516的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:59的位置729的位置处的G核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:60的位置267的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的A核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:57的位置173的位置处的T核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:26的位置1271的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:44的位置266的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的A核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:51的位置111的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:29的位置258的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:47的位置87的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的G核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:56的位置237的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:45的位置475的位置处的T核苷酸、以及在对应于SEQIDNO:55的位置193的位置处的G核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸;
在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的ACT三核苷酸和在对应于SEQIDNO:46的位置386的位置处的C核苷酸;以及
在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸和在对应于SEQIDNO:48的位置472的位置处的G核苷酸,
以及它们的组合。
在一些实施方式中,所述玉米植物或种质的基因组是至少95%相同于玉米的原种品种的基因组。在一些实施方式中,玉米的原种品种是NP2391。在一些实施方式中,玉米植物或种质源自杂交玉米的原种品种与玉米的外来品种(exoticvariety)。在一些实施方式中,所述玉米的原种品种的基因组是至少95%相同于NP2391的基因组。在一些实施方式中,玉米的原种品种是NP2391。
在一些实施方式中,玉米的所述外来品种的基因组是至少95%相同于CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692的基因组。在一些实施方式中,32。根据权利要求28至30中任一顶所述的玉米植物或种质,其中玉米的所述外来品种选自由CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、和TuxpenoVEN692组成的组。在一些实施方式中,所述玉米植物或种质源自杂交玉米的第一原种品种与在玉米的第二原种品种和玉米的外来品种之间的杂交的子代。
在一些实施方式中,玉米的所述第一原种品种的基因组是至少95%相同于NP2460的基因组。在一些实施方式中,玉米的第一原种品种是NP2460。
在一些实施方式中,玉米的所述第二原种品种的基因组是至少95%相同于NP2391的基因组。在一些实施方式中,玉米的第二原种品种是NP2391。
在一些实施方式中,玉米的所述外来品种的基因组是至少95%相同于CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、或TuxpenoVEN692的基因组。在一些实施方式中,玉米的所述外来品种选自由CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、和TuxpenoVEN692组成的组。
在一些实施方式中,本申请披露的主题还提供了产生自本文描述的玉米植物的谷粒(grain)和/或种子。
VI.其它组合物
在一些实施方式中,本申请披露的主题还提供了由正向引物和反向引物组成的引物对,在PCR反应中,上述引物能够扩增标记等位基因的片段,其基因上连接于或相同于有助于水优化表型的有利的等位基因,其中所述标记等位基因包含多态性,该多态性用于诊断有利的等位基因。在一些实施方式中,引物对选自由下述(引物对)组成的组:由包含SEQIDNO:118的引物和包含SEQIDNO:119的引物表示的引物对1;由包含SEQIDNO:120的引物和包含SEQIDNO:121的引物表示的引物对2;由包含SEQIDNO:122的引物和包含SEQIDNO:123的引物表示的引物对3;由包含SEQIDNO:124的引物和包含SEQIDNO:125的引物表示的引物对4;由包含SEQIDNO:126的引物和包含SEQIDNO:127的引物表示的引物对5;由包含SEQIDNO:128的引物和包含SEQIDNO:129的引物表示的引物对6;由包含SEQIDNO:130的引物和包含SEQIDNO:131的引物表示的引物对7;由包含SEQIDNO:132的引物和包含SEQIDNO:133的引物表示的引物对8;由包含SEQIDNO:134的引物和包含SEQIDNO:135的引物表示的引物对9;由包含SEQIDNO:136的引物和包含SEQIDNO:137的引物表示的引物对10;由包含SEQIDNO:138的引物和包含SEQIDNO:139的引物表示的引物对11;由包含SEQIDNO:140的引物和包含SEQIDNO:141的引物表示的引物对12;由包含SEQIDNO:142的引物和包含SEQIDNO:143的引物表示的引物对13;由包含SEQIDNO:144的引物和包含SEQIDNO:145的引物表示的引物对14;由包含SEQIDNO:146的引物和包含SEQIDNO:147的引物表示的引物对15;由包含SEQIDNO:148的引物和包含SEQIDNO:149的引物表示的引物对16;由包含SEQIDNO:150的引物和包含SEQIDNO:151的引物表示的引物对17;由包含SEQIDNO:152的引物和包含SEQIDNO:153的引物表示的引物对18;由包含SEQIDNO:154的引物和包含SEQIDNO:155的引物表示的引物对19;由包含SEQIDNO:156的引物和包含SEQIDNO:157的引物表示的引物对20;由包含SEQIDNO:158的引物和包含SEQIDNO:159的引物表示的引物对21;由包含SEQIDNO:160的引物和包含SEQIDNO:161的引物表示的引物对22;由包含SEQIDNO:162的引物和包含SEQIDNO:163的引物表示的引物对23;由包含SEQIDNO:164的引物和包含SEQIDNO:165的引物表示的引物对24;由包含SEQIDNO:166的引物和包含SEQIDNO:167的引物表示的引物对25;由包含SEQIDNO:168的引物和包含SEQIDNO:169的引物表示的引物对26;由包含SEQIDNO:170的引物和包含SEQIDNO:171的引物表示的引物对27;由包含SEQIDNO:172的引物和包含SEQIDNO:173的引物表示的引物对28;由包含SEQIDNO:174的引物和包含SEQIDNO:175的引物表示的引物对29;由包含SEQIDNO:176的引物和包含SEQIDNO:177的引物表示的引物对30;由包含SEQIDNO:178的引物和包含SEQIDNO:179的引物表示的引物对31;由包含SEQIDNO:180的引物和包含SEQIDNO:181的引物表示的引物对32;由包含SEQIDNO:182的引物和包含SEQIDNO:183的引物表示的引物对33;由包含SEQIDNO:184的引物和包含SEQIDNO:185的引物表示的引物对34;由包含SEQIDNO:186的引物和包含SEQIDNO:187的引物表示的引物对35;由包含SEQIDNO:188的引物和包含SEQIDNO:189的引物表示的引物对36;由包含SEQIDNO:190的引物和包含SEQIDNO:191的引物表示的引物对37;由包含SEQIDNO:192的引物和包含SEQIDNO:193的引物表示的引物对38;由包含SEQIDNO:194的引物和包含SEQIDNO:195的引物表示的引物对39;由包含SEQIDNO:196的引物和包含SEQIDNO:197的引物表示的引物对40;由包含SEQIDNO:198的引物和包含SEQIDNO:199的引物表示的引物对41;由包含SEQIDNO:200的引物和包含SEQIDNO:201的引物表示的引物对42;由包含SEQIDNO:202的引物和包含SEQIDNO:203的引物表示的引物对43;由包含SEQIDNO:204的引物和包含SEQIDNO:205的引物表示的引物对44;由包含SEQIDNO:206的引物和包含SEQIDNO:207的引物表示的引物对45;由包含SEQIDNO:208的引物和包含SEQIDNO:209的引物表示的引物对46;由包含SEQIDNO:210的引物和包含SEQIDNO:211的引物表示的引物对47;由包含SEQIDNO:212的引物和包含SEQIDNO:213的引物表示的引物对48;由包含SEQIDNO:214的引物和包含SEQIDNO:215的引物表示的引物对49;由包含SEQIDNO:216的引物和包含SEQIDNO:217的引物表示的引物对50;由包含SEQIDNO:218的引物和包含SEQIDNO:219的引物表示的引物对51;由包含SEQIDNO:220的引物和包含SEQIDNO:221的引物表示的引物对52;由包含SEQIDNO:222的引物和包含SEQIDNO:223的引物表示的引物对53;由包含SEQIDNO:224的引物和包含SEQIDNO:225的引物表示的引物对54;由包含SEQIDNO:226的引物和包含SEQIDNO:227的引物表示的引物对55;由包含SEQIDNO:228的引物和包含SEQIDNO:229的引物表示的引物对56;以及由包含SEQIDNO:230的引物和包含SEQIDNO:231的引物表示的引物对57。
实施例
以下实施例提供说明性的实施方式。按照本发明披露的内容和本领域的一般技术水平,本领域技术人员将明了,以下实施例仅是说明性的,并且可以进行许多变化、改进、和替换,而不偏离本申请披露的主题的范围。
实施例的引言
为了评估在干旱胁迫下等位基因的价值,用包括充分灌溉对照处理和有限灌溉处理的受控田间试验来筛选不同种质。充分灌溉处理的目标是确保水并不限制作物产量。相比之下,有限灌溉处理的目标是确保水成为谷物产量的主要限制约束条件。当在田间中彼此相邻地使用两种处理时,可以确定主要作用(maineffect)(例如,处理和基因型)和相互作用(interaction)(例如,基因型x处理)。此外,可以对一组实验对象中的每个基因型来量化干旱相关表型,从而便于进行标记:性状关联。
在实践中,用于有限灌溉处理的方法可以有很大的不同,这取决于待筛选的种质、土壤类型、当地的气候条件、前季节的水供应、和本季节的水供应(仅举几例)。最初,确定本季节降水量较低(以最小化意外水应用的机会)并适合种植的地点。另外,确定胁迫的时间安排可能是重要的,以致目标被定义为确保在适当的位置,每年或每个位置的筛选一致性。也可以考虑处理强度的理解,或在一些情况下期望自有限灌溉处理的产量损失。选择太轻的处理强度可能无法揭示基因型变异。选择太重的处理强度可能会产生较大实验误差。在确定了胁迫的时间安排和和描述了处理强度以后,可以与这些目标一致的方式来管理灌溉。
用于评估耐旱性的一般方法可以参见Salekdehetal.,2009以及美国专利号6,635,803、7,314,757、7,332,651、和7,432,416。
实施例1
表型数据的评估
为了鉴定与水优化有关的等位基因,在多个位置和不同阶段生长杂种并评估水优化。在此分析中,在阶段2-3中,测试了四种性状:YGSMN(在标准湿度%下的谷物产量)、GMSTP(收获时的谷物水分)、GWTPN(每块样地的谷粒重量)、和PYREC(产量恢复百分比)。对于YGSMN、GMSTP、GWTPN、和PYREC,穿过位置和试验者,确定了系的杂种的表型数据的分布。YGSMN、GMSTP、和GWTPN的平均值分别为165.41蒲式耳/英亩、18.94%、和20.0蒲式耳/样地。所选试验的表型数据包括来自4个位置的信息。在这些位置中的观测数目为311至1456。在与多达47种不同近交试验者的杂交中,评估了总共575个近交。在所有位置,对于杂交于特定试验者的近交系的观测数目为242至575。
采用两种分析方法来测试在潜在标记和上述三种性状之间的关联:混合线性模型(TASSEL)和定量近交谱系不平衡检验(本文中称作“QIPDT2”)。
实施例2
表型调节
阶段2-3的数据用于关联作图并不是传统方式,并且需要考虑其分析的若干方面。此外,与各种试验者(试验系、试验株,tester)的杂种,而不是系本身,用于表型分析,同时两种统计方式(TASSEL和QIPDT2)被设计用于关于近交系的数据,其需要用于每个系的独特的性状值。为了获得每个近交系的独特的性状值,其可以比较它的基因型,必须进行表型调节,其有助于控制试验者和/或位置的影响。并没有考虑另外的因素(例如,成熟组)以避免自由度或子集样本大小的进一步减小。
为了进行表型调节,用两种不同的统计软件包,SAS/JMP和R,来进行混合线性模型分析,其用来确保正确实施用于较大数据集的混合模型方式。因为上述方式给出非常接近的结果,所以SAS/JMP结果用于下游数据分析。
“全模型”分析包括在模型中位置和试验者的影响,具体如下:
表型=位置效应(随机)+系效应(随机)+试验者效应(固定的)+误差项
“按位置”模型用于4个所选位置的每一个,具体如下:
表型=系效应(随机)+试验者效应(固定的)+误差项
“按试验者”模型用于杂交于特定试验者的系的4个所选子集的每一个,具体如下:
表型=位置效应(随机)+系效应(随机)+误差项
评估上述模型的收敛性(convergence)、协方差估计量的估计、固定效应的显著性等。系效应的最佳线性无偏预估(BLUP)用作调节基因型。在一些情况下,提出的混合模型并不收敛或关于系效应的估计存在问题,这是由于缺少重复。对于每个这样的情况,从模型中除去系的效应并且残差(residual)用作粗略方法来捕捉系效应(在关联分析中后来获得另外的重复,其中每个双等位基因座由每个组的近交系的总数来表示)。
用于系随机效应(BLUP)的解决方案获自收敛的混合模型。
实施例3
基因型数据
还基因分型总共2189个系,在任何所选试验中收集了其表型数据。在近交系中,对对应于约57种候选基因的总共95种多态性进行了评分。在消除了单态性测定和SNP(等位基因频率小于0.01)以后,用TASSEL测试了85种候选多态性的关联。此外,还在近交系中基因分型了153种随机多态性。在过滤以后,还用TASSEL分析了149种随机多态性的关联,作为未知(anonymous)候选者。
实施例4
用于关联分析的方法学
关联作图(常被称为连锁不平衡作图)已变成用来揭示复杂性状的遗传控制的强大工具。关联作图依赖于大量的代,因而,在物种的历史中,重组机会,其便于除去在QTL和任何标记之间的关联,并不紧密连锁于它(Jannink&Walsh,2001)。在关联作图分析中,最重要的步骤之一是控制种群结构。种群结构可以引起标记和表型之间的伪相关(spuriouscorrelation),从而增加假阳性率。
亲缘关系分析。用TASSEL实施的方法利用在混合模型方式中的亲缘关系矩阵,用于控制系之间的遗传相关。利用153个随机SNP测定的基因型数据进行了亲缘关系分析。采用了基于Zhaoetal.,2007来估计亲缘关系的方法。产生文字来计算亲缘关系系数,其被简单地定义为每对个体的共享等位基因的比例(KpShared)。Zhaoetal.使用共享单体型的比例作为它们的亲缘关系系数。包括K系数的矩阵,用于TASSEL中的一些关联模型,以评估对伪关联(起因于在一组实验对象中系的紧密的相互关系)的控制。
亲缘关系系数矩阵计算器。对一组近交系,计算K矩阵。亲缘关系系数kij计算为在两个系i和j之间的所有基因座的共享等位基因的比例,并且kij=kji、kii=1。
种群(群体)结构分析。利用153个随机SNP测定的基因型数据,进行借助于软件程序结构的分析(Pritchardetal.,2000)。
采用了连锁模型,其结合有种群混合物和标记之间的连锁。利用50,000个burnin期,接着50,000MCMCreps,确定了k=1至15个亚种群的种群结构的可能性。对于k的每个值,运行四次重复。对k的每个值的数据Pr(X|K)的估计的对数概率作图,以选择适当数目的亚种群包括在协方差阵中。
确定的k的概率随着测试的k的数目而增加。k=10用作用于关联分析的亚种群的数目。包含有助于每个近交的祖先的每个亚种群的分数的推断的祖先表用作关联测试模型中的一系列共变量。
主成分分析。主成分分析(PCA)或“本征分析(Eigenanalysis)”用作从基因型数据推断种群结构的结构的替代。PCA具有相对于结构的一些优点如在很短的时间内处理较大数据集的能力,以及避免选择亚种群的具体数目。利用软件SMARTPCA,其是Eigenstrat的一部分,来进行PCA(Priceetal.,2006)。对于每个系的10个本征矢量和它们的相应本征值用作TASSEL的关联模型的另一个共变系列。
实施例5
利用TASSEL进行的关联分析
在TASSEL中的关联模型。表6示出在TASSEL中采用的不同模型。对于跨越位置和试验者加以调节的YGSMN和GMSTP表型,运行并比较6种模型。仅对按位置和按试验者的所有子集运行模型4。
表6
在TASSEL中采用的关联模型
一般直系(Lineal)模型 混合直系模型
1)Adj.表型=标记 4)Adj.表型=标记+K(pshared)*
2)Adj.表型=标记+Q(结构) 5)Adj.表型=标记+K(pshared)+Q(结构)
3)Adj.表型=标记+PCA(本征值) 6)Adj.表型=标记+K(pshared)+PCA(本征值)
在TASSEL中的GLM程序采用一选项来进行排列以找出实验方面的错误率,当进行多个比较时,其校正假阳性的积累。总计10,000个排列(permutation)用于水优化数据。MLM程序并不包括用于多个测试的校正。Bonferroni校正归纳地用来避免假阳性的积累。
实施例6
利用QIPDT2进行的关联分析
QIPDT2(定量近交谱系不平衡检验2)用于关联作图,其充分利用了近交谱系信息,它可以产生更高统计能力和更低假阳性率并更好地控制种群结构问题(Stichetal.2006,TAG113:1121-1130)。这是最初开发用于对人疾病基因作图的QIPDT的扩展(Zhangetal.,2001.GeneticEpidemiol21:370-375:参见Stichetal.2006中的参考文献)。QIPDT2的一个优点在于,这种方法可以更容易地应用于来自早期培育阶段的物质(例如,阶段2和3),因为为培育目的已收集这些物质的表型数据。一般来说,来自早期培育阶段的物质类似于在众所周知的嵌套关联种群(NAM)中的系,其设计成使用连锁和连锁不平衡来作图QTL。
初始QIPDT是检验统计量,T,其按照以下方式加以计算(Stichetal.2006):
T = &Sigma; k = 1 p D k &Sigma; k = 1 p D k 2 , 按照N(0,1),在H0
D k = &Sigma; i = 1 n k U jk , E ( &Sigma; k = 1 p D k ) = 0 , 在H0
U jk = &Sigma; i = 1 t jk ( Y ijk - Y k &OverBar; ) X ijk
–用于扩展系谱k的平均性状值
Xijk–标记值(-1,0,1)
在一般方式中,计算每个SNP的T值,并且从标准正态分布获得其p值。虽然这种方式可用于检验关联的统计显著性,但它并不用来提供估计SNP遗传效应的大小,也不用来估计对总表型方差的相对遗传贡献。
因而,利用回归模型来改善一般QIPDT方式,其在本文中称作“QIPDT2”;于是最初的方法称作QIPDT1。用于QIPDT2的模型可以表示为:
yki01xki+eki
其中yki是在系谱k中个体i的经调节的表型值;Xki是编码标记基因型值;β0是截距(intercept);β1是所考虑的SNP的回归系数、或遗传效应。注意,如由Stichetal.,2006使用的,用于调节表型值和编码标记基因型的方法是相同的。借助于这种模型,可以估计每种SNP的遗传效应和R2。重要的是要注意到,在进一步针对系谱结构加以调节以前,预调节表型数据以排除来自试验者和/或位置的影响;这种调节是为实施QIPDT2中的复杂模型所必要的。用于预调节的方法相同于先前针对TASSEL分析所描述的。
在QIPDT2中的关联模型。按照QIPDT1和QIPDT2,针对关于位置和试验者的整个数据集和拆分子集,产生了关联结果。如同借助于TASSEL的分析,针对位置和/或试验者来调节表型数据,其取决于使用哪个子集。这导致对于每个近交的一个经调节的表型值(BLUP系值或模型残差),其包含对于近交的所有遗传效应和仅随机残差的组合。
在QIPDT分析以前,按照它们的亲本系,将所有近交分为不同的核心家系(nuclearfamilies)。和在Stichetal.,2006中使用的扩展系谱相比,核心家系的使用预期会更好地控制种群结构。对于QIPDT1,估计了每个SNP的检验统计量(Z值)和相应的p值;对于QIPDT2,关于每个SNP的检验统计量(T值)和相应的p值源自简单的回归模型、以及R平方。就p值而言,QIPDT2比QIPDT1更强大。因为QIPDT2还给出每个SNP的相对贡献的估计量(R2),所以QIPDT2用于报告按照QIPDT方式的关联结果。
实施例7
有利的等位基因相对于水优化表型的显著性和贡献
计算了所观测到的每种有利的等位基因对水优化表型YGSMN、GMSTP、和GWTPN的P值和贡献。这些值总结于表7-9。在表7-9中,术语“贡献”是指,鉴于YGSMN、GMSTP、和GWTPN的平均值分别为201.68蒲式耳/英亩、18.95%、和25.29蒲式耳/样地,相对于所观测到的表型,按照计算,有利的等位基因具有的贡献。在表7-9中,对于YGSMN、GMSTP、和GWTPN,“贡献”分别以蒲式耳/英亩、百分比、和蒲式耳/样地为单位来表示。
表7
通过TASSEL和QIPDT2确定的有利的等位基因对增加的水优化的贡献
表8
通过TASSEL确定的有利的等位基因对增加的水优化的贡献
*值涉及杂种的测试。
表9
通过QIPDT2确定的有利的等位基因对增加的水优化的贡献
SEQ ID NO. SNP位置 F U 性状 贡献 P值
12 292 C A GMSTP 0.973536 0.000509
14 148 G T GMSTP 0.739413 0.000003
23 518 T G GWTPN 3.438703 0.000198
37 145 C A GMSTP 0.2769 0.000315
39 169 T A GMSTP 0.2721405 0.00034675
42 386 A G GMSTP 0.379311 0.000192
46 445 C G GMSTP 0.777738 0.000547
48 190 A G GMSTP 1.47593 0.000274
51 708 C A GMSTP 0.31989 0.000287
52 648 G A GMSTP 0.450848 0.000111
55 491 C G GMSTP 0.544187 0.0001335
56 428 G A GMSTP 0.347253 0.000573
在实施例8-12中采用的材料和方法
NP2391是玉米的原种、非硬杆品种。在美国专利号7,166,783中描述了NP2391。NP2391包含在SEQIDNO:47的位置87处的G等位基因、在SEQIDNO:46的位置386处的G等位基因、在SEQIDNO:7位置4979-4981处的G等位基因、在SEQIDNO:7的位置4641处的C等位基因、在SEQIDNO:48的位置472处的A等位基因、在SEQIDNO:56的位置237处的G等位基因、在SEQIDNO:56的位置516处的A等位基因、在SEQIDNO:44的位置266处的A等位基因、在SEQIDNO:45的位置475处的T等位基因、在SEQIDNO:57的位置173处的T等位基因、在SEQIDNO:24的位置746处的C等位基因、在SEQIDNO:33的位置391处的A等位基因、在SEQIDNO:29的位置258处的C等位基因、在SEQIDNO:23的位置217处的A等位基因、在SEQIDNO:23的位置116处的G等位基因、在SEQIDNO:19的位置463处的G等位基因、在SEQIDNO:19的位置309处的T等位基因、在SEQIDNO:2位置264-271处的D等位基因、在SEQIDNO:2的位置100处的G等位基因、在SEQIDNO:58的位置486处的C等位基因、在SEQIDNO:51的位置111处的G等位基因、在SEQIDNO:27的位置254处的G等位基因、在SEQIDNO:59的位置729处的G等位基因、在SEQIDNO:60的位置267处的G等位基因、在SEQIDNO:25的位置562处的G等位基因、在SEQIDNO:26的位置1271处的C等位基因和在SEQIDNO:55.的位置193处的G等位基因。参见图1。
NP2460是玉米的原种、硬杆(StiffStalk)品种。在美国专利号7,122,726中描述了NP2460。NP2460包含在SEQIDNO:46的位置386处的C等位基因、在SEQIDNO:7位置4979-4981处的A等位基因、在SEQIDNO:7的位置4641处的A等位基因、在SEQIDNO:48的位置472处的G等位基因、在SEQIDNO:56的位置237处的G等位基因、在SEQIDNO:56的位置516处的C等位基因、在SEQIDNO:44的位置266处的C等位基因、在SEQIDNO:45的位置475处的C等位基因、在SEQIDNO:57的位置173处的G等位基因、在SEQIDNO:24的位置746处的C等位基因、在SEQIDNO:33的位置391处的A等位基因、在SEQIDNO:29的位置258处的T等位基因、在SEQIDNO:23的位置217处的A等位基因、在SEQIDNO:23的位置116处的G等位基因、在SEQIDNO:19的位置463处的C等位基因、在SEQIDNO:19的位置309处的C等位基因、在SEQIDNO:2位置264-271处的D等位基因、在SEQIDNO:2的位置100处的G等位基因、在SEQIDNO:58的位置486处的C等位基因、在SEQIDNO:27的位置254处的G等位基因、在SEQIDNO:59的位置729处的G等位基因、在SEQIDNO:60的位置267处的G等位基因、在SEQIDNO:25的位置562处的G等位基因、在SEQIDNO:26的位置1271处的C等位基因和在SEQIDNO:55的位置193处的A等位基因。参见图1。
CML333是玉米的外来的、近交品种,其来自墨西哥的国际玉米和小麦改良中心(CIMMYT)。已知CML333耐西南玉米钻蛀虫和秋夜蛾。CML333包含在SEQIDNO:7位置4979-4981处的A等位基因、在SEQIDNO:48的位置472处的G等位基因、在SEQIDNO:56的位置237处的G等位基因、在SEQIDNO:57的位置173处的G等位基因、在0172A处的G等位基因、在SEQIDNO:23的位置116处的A等位基因、在SEQIDNO:2的位置100处的A等位基因和在SEQIDNO:60的位置267处的A等位基因。参见图1。
CML322是玉米的外来的、近交品种,其来自墨西哥的国际玉米和小麦改良中心(CIMMYT)。CML322包含在SEQIDNO:46的位置386处的C等位基因、在SEQIDNO:7位置4979-4981处的A等位基因、在SEQIDNO:48的位置472处的G等位基因、在SEQIDNO:44的位置266处的C等位基因、在SEQIDNO:19的位置309处的C等位基因、在SEQIDNO:51的位置111处的C等位基因、在SEQIDNO:25的位置562处的A等位基因和在SEQIDNO:26的位置1271处的A等位基因。参见图1。
CatetoSPVII是玉米的外来品种,其是巴西的本地生的。虽然它显示与玉米的许多品种的高配合力,但它产生相对低产量。CatetoSPVII包含在SEQIDNO:47的位置87处的A等位基因、在SEQIDNO:7的位置4641处的A等位基因、在SEQIDNO:48的位置472处的G等位基因、在SEQIDNO:44的位置266处的C等位基因、在SEQIDNO:24的位置746处的A等位基因、在SEQIDNO:29的位置258处的T等位基因、在SEQIDNO:23的位置217处的G等位基因、在SEQIDNO:2的位置100处的A等位基因、在SEQIDNO:58的位置486处的A等位基因和在SEQIDNO:55的位置193处的A等位基因。参见图1。
ConfiteMorochoAYA38是玉米的外来的品种,其是秘鲁的本地生的。虽然它耐长蠕孢,但它易患锈病。ConfitemorochoAYA38包含在SEQIDNO:7的位置4641处的A等位基因、在SEQIDNO:56的位置237处的C等位基因、在SEQIDNO:33的位置391处的G等位基因、在SEQIDNO:19的位置309处的C等位基因、在SEQIDNO:2的位置264-271处的插入和在SEQIDNO:58的位置486处的A等位基因。参见图1。
TuxpenoVEN692是玉米的外来的品种,其是委内瑞拉的本地生的。它高度耐长蠕孢和锈病。TuxpenoVEN692包含在SEQIDNO:7的位置4641处的A等位基因、在SEQIDNO:56的位置237处的C等位基因、在SEQIDNO:29的位置258处的G等位基因、在SEQIDNO:19的位置463处的C等位基因和在SEQIDNO:55的位置193处的A等位基因。参见图1。
使NP2391品种的玉米植物与玉米的134种外来品种杂交,包括CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、和TuxpenoVEN692。使这些杂交的子代回交于NP2391,达5代,以产生NP2391-外来杂种。在代表42种外来供体的NP2391-外来杂种(CML333、CML322、CatetoSPVII、ConfiteMorochoAYA38、TuxpenoVEN692、CML69、HH5982、TLT0766、CML103、M37W、TLZ0845、AGG742、NC358、P39、SerranoGUA3、MocheroLBQ17、KXI0970、6B209、CholitoBOV705、CML228、CoroicoAmarillo、8B006、EE8001、EnanoM.D.3、PerolaBOV711、PuyaGrandeSAN、XPRR001、B97、CacaoSAS327、Tx303、ClavitoECU366、EarlyCaribbeanMAR10、PatilloBOV502、RaboDeZorroANC325、ShajatuANC120、ShoePegPI269743、St.CroixIVC2、Oh7B、PolloVEN336、Tzi8和Oh43)中鉴定了shaggy激酶基因(数据库登录号AY103545;以引用方式结合于本文)的节段渐渗(segmentalintrogression)。自交在shaggy激酶基因中包含节段渐渗的每种NP2391-外来杂种两代,选择在SEQIDNO:7的位置4979-4981处/在SEQIDNO:7的位置4641处包含外来供体基因型的子代。从每种NP2391-外来杂种自交的子代选择两个系:一个系纯合于在SEQIDNO:7的位置4979-4981处/在SEQIDNO:7的位置4641处的外来供体基因型以及另一个系纯合于在SEQIDNO:7的位置4979-4981处/在SEQIDNO:7的位置4641处的NP2391基因型。使这些系的每一种杂交于NP2460以产生F1杂交系。另外,使NP2460直接杂交于NP2391以产生F1对照杂种。
在4个干旱胁迫位置(LaSalle,Colorado,美国;Gilroy,California,美国;LosAndes,Chile;以及Granaros,Chile),以及在12个单-rep(single-rep)的玉米带位置评估了F1杂种,其中利用受限制的、随机的区组设计在每个位置进行6种处理重复。干旱胁迫处理是在约传粉时加以施加并且包括缺水期,其能够降低谷物产量约40-60%。每种干旱胁迫处理的时间安排取决于土壤类型和当地气候(从其估计或测量持水量和蒸发蒸腾率(ET))。在中期棚(mid-shed)以前约3-4周停止正常灌溉,以使土壤水分水平可以下降到临界水平,在传粉以前大约7天达到上述水平。在土壤干燥到临界水平以后,开始不足灌溉(大约40%的ET)。在中期棚(此时恢复正常灌溉)以后,持续干旱胁迫处理两周。
通过测量在标准水分百分比下的谷物产量(YGSMN)和收获时的谷物水分(GMSTP)来评估耐旱性。通过对数据的分布进行作图,来进行统计数据质量控制。利用以下模型来产生残差(residual):
Y=μ+位置+重复(位置)+家系+等位基因(家系),
其中Y=依赖性表型和μ=表型平均值;位置和重复(位置)是随机的。固定家系和等位基因(家系)。跨越家系内的重复来分析残差并按照指定标准加以标示,上述标准取决于待评估的性状。利用以下模型,对个别位置和结合位置进行最后分析:
Y=μ+重复+家系+等位基因(家系)+重复*家系,
其中Y=依赖性表型和μ=表型平均值。重复是随机的。固定家系和等位基因(家系)。计算最小平方平均值并运行学生T检验(为了成对比较)。
如表10所示,源自杂交NP2460与纯合于在SEQIDNO:7的位置4979-4981处/在SEQIDNO:7的位置4641处的外来供体基因型的系的6种F1杂种显示增强的耐旱性。
表10
相对于SEQIDNO:7的NP2460杂种的比较
*表示p值<0.05
实施例8
NP2460x(NP2391xCML333)
将NP2391杂交于CML333,并将源自上述杂交的子代回交于NP2391达5代,以产生NP2391xCML333具长柔毛的(shaggy)杂种。自交NP2391xCML333具长柔毛的杂种两代,并基于它们在SEQIDNO:7的位置4979-4981处的基因型来选择两个系:一个系,其纯合于CML333基因型(AA)(“CML333纯合的+”),以及另一个系,其纯合于NP2931基因型(GG)(“CML333纯合的-”)。参见图2。将上述系的每一个杂交于NP2460,以产生F1杂种。参见图2。
如表2所示,和对照杂种以及通过杂交NP2460和在SEQIDNO:7的位置4979-4981处包含GG的系所产生的F1杂种(“CML333-”)相比,通过杂交NP2460和在SEQIDNO:7的位置4979-4981处包含AA的系所产生的F1杂交系(“CML333+”)显示增强的耐旱性。和对照杂种(162bu/ac)和CML333-杂种(165bu/ac)相比,在干旱胁迫处理下,CML333+杂种显示显著较高的在标准水分百分比下的谷物产量(176bu/ac)。
实施例9
NP2460x(NP2391xCML322)
将NP2391杂交于CML322,并将源自上述杂交的子代回交于NP2391达5代,以产生NP2391xCML322具长柔毛的杂种。自交NP2391xCML322具长柔毛的杂种两代,并基于它们在SEQIDNO:7的位置处4979-4981的基因型来选择两个系:一个系,其纯合于CML322基因型(AA)(“CML322纯合的+”),以及另一个系,其纯合于NP2931基因型(GG)(“CML322纯合的-”)。参见图3。将上述系的每一个杂交于NP2460,以产生F1杂种。参见图3。
如表2所示,和对照杂种和通过杂交NP2460和在SEQIDNO:7的位置4979-4981处包含GG的系所产生的F1杂种(“CML322-”)相比,通过杂交NP2460和在SEQIDNO:7的位置4979-4981处包含AA的系所产生的F1杂交系(“CML322+”)显示增强的耐旱性。和对照杂种(162bu/ac)和CML322-杂种(159bu/ac)相比,在干旱胁迫处理下,CML322+杂种显示显著较高的在标准水分百分比下的谷物产量(182bu/ac)。值得注意的是,在干旱胁迫条件下CML322+杂种的谷物产量几乎相同于其在玉米带条件下的产量。
实施例10
NP2460x(NP2391xCatetoSPVII)
将NP2391杂交于CatetoSPVII,并将源自上述杂交的子代回交于NP2391达5代,以产生NP2391xCatetoSPVII具长柔毛的杂种。自交NP2391xCatetoSPVII具长柔毛的杂种两代,并基于它们在SEQIDNO:7的位置4641处的基因型来选择两个系:一个系,其纯合于CatetoSPVII基因型(AA)(“Cateto纯合的+”),以及另一个系,其纯合于NP2931基因型(CC)(“Cateto纯合的-”)。参见图4。将上述系的每一个杂交于NP2460以产生F1杂种。参见图4。
如表2所示,和对照杂种以及通过杂交NP2460和在SEQIDNO:7的位置4641处包含CC的系所产生的F1杂种(“Cateto-”)相比,通过杂交NP2460和在SEQIDNO:7的位置4641处包含AA的系所产生的F1杂交系(“Cateto+”)显示增强的耐旱性。和对照杂种(162bu/ac)和Cateto-杂种(150bu/ac)相比,在干旱胁迫处理下,Cateto+杂种显示显著较高的在标准水分百分比下的谷物产量(168bu/ac)。
实施例11
NP2460x(NP2391xConfiteMorochoAYA38)
将NP2391杂交于ConfiteMorochoAYA38,并将源自上述杂交的子代回交于NP2391达5代,以产生NP2391xConfiteMorochoAYA38具长柔毛的杂种。自交NP2391xConfiteMorochoAYA38具长柔毛的杂种两代,并基于它们在SEQIDNO:7的位置4641处的基因型来选择两个系:一个系,其纯合于ConfiteMorochoAYA38基因型(AA)(“Confite纯合的+”),以及另一个系,其纯合于NP2931基因型(CC)(“Confite纯合的-”)。参见图5。将上述系的每一个杂交于NP2460以产生F1杂种。参见图5。
如表2所示,和对照杂种以及通过杂交NP2460和在SEQIDNO:7的位置4641处包含CC的系产生的F1杂种(“Confite-”)相比,通过杂交NP2460和在SEQIDNO:7的位置4641处包含AA的系所产生的F1杂交系(“Confite+”)显示增强的耐旱性。和对照杂种(162bu/ac)和Cateto-杂种(157bu/ac)相比,在干旱胁迫处理下,Confite+杂种显示显著较高的在标准水分百分比下的谷物产量(170bu/ac)。
实施例12
NP2460x(NP2391xTuxpenoVEN692)
将NP2391杂交于TuxpenoVEN692,并将源自上述杂交的子代回交于NP2391达5代,以产生NP2391xTuxpenoVEN692具长柔毛的杂种。自交NP2391xTuxpenoVEN692具长柔毛的杂种两代,并基于它们在SEQIDNO:7的位置4641处的基因型来选择两个系:一个系,其纯合于TuxpenoVEN692基因型(AA)(“Tuxpeno纯合的+”),以及另一个系,其纯合于NP2931基因型(CC)(“Tuxpeno纯合的-”)。参见图7。将上述系的每一个杂交于NP2460以产生F1杂种。参见图7。
如表2所示,和对照杂种以及通过杂交NP2460和在SEQIDNO:7的位置4641处包含CC的系所产生物F1杂种(“Tuxpeno-”)相比,通过杂交NP2460和在SEQIDNO:7的位置4641处包含AA的系所产生的F1杂交系(“Tuxpeno+”)显示增强的耐旱性。和对照杂种(162bu/ac)和Tuxpeno-杂种(165bu/ac)相比,在干旱胁迫处理下,Tuxpeno+杂种显示显著较高的在标准水分百分比下的谷物产量(175bu/ac)。
实施例13
测试水优化杂种的产量增加
在9-21个位置,并各自在4种环境类型下:充分灌溉、有限灌溉、非灌溉(非胁迫/接收适当雨量)、非灌溉胁迫,旱地(低植物密度;非胁迫/接收适当雨量)和旱地胁迫),比较来自36类的157种水优化杂种与基础遗传(basegenetic)(对照)植物。如表11和12所示,在测试的所有条件下,水优化杂种超越紧密相关的基础杂种(basehybrid)。
表11
在充分灌溉条件下的产量
*:单体型指定是指如上文阐述的单体型A-M。大写字母表明,杂种纯合于相应单体型,而小写字母则表明,杂种杂合于相应单体型。在指定中A-M的字母的缺乏表明,杂种并不具有上述单体型。
(1),(2)表示,这些植物源自相同的初始培育但是不同的个体。
表12
在有限灌溉条件下的产量
*:单体型指定如在表11中。
表13
在干旱胁迫条件下的产量
*:单体型指定如在表11中。
参考文献
以下所列的所有参考文献、以及在本文披露的内容中引用的所有参考文献,其包括但不限于所有专利、专利申请和其公开,科学杂志文章和数据库条目(例如,数据库条目和其中可获得的所有注解),均以引用方式结合于本文。
Altschuletal.(1990)JMolBiol215:403-410.
Altschuletal.(1997)NucleicAcidsRes25:3389-3402.
Ausubeletal.(eds.)(1999)ShortProtocolsinMolecularBiologyWiley,NewYork,NewYork,UnitedStatesofAmerica.
Bradburyetal.(2007)Bioinformatics23:2633-2635.
Camus-Kulandaiveluetal.(2007)CropScience47:887-890.
Closeetal.(1989)PlantMolBiol13:95-108.
Dennisetal.(1984)NucleicAcidsRes12:3983-4000.
Evannoetal.(2005)MolecularEcology14:2611-2620.
Falushetal.(2003)Genetics164:1567-1587.
Fanetal.(2006)NatureReviewsGenetics7:632-644.
Glick&Thompson(1993)MethodsinPlantMolecularBiologyand Biotechnology,CRCPress,BocaRaton.Florida,UnitedStatesofAmerica.Guan&Scandalios(1993)PlantJ3:527-536.
Hannahetal.(2001)PlantPhysiol127:173-183.
Hardy&Vekemans(2002)MolecularEcologyNotes2:618-620.
Jannink&Walsh(2002)inQuantitativeGenetics,GenomicsandPlant Breeding,Kang(ed.)CABInternationalPublishing,NewYork,NewYork,UnitedStatesofAmerica,pp.59-68.
Liu&Muse(2005)Bioinformatics21:2128-2129.
Loiselleetal.(2005)AmericanJournalofBotany82:1420-1425.
Morinakaetal.(2006)PlantPhysiol141:924-931.
Paterson(1996)inPaterson(ed.)GenomeMappinginPlants.R.G.LandesCompany,Georgetown,Texas,UnitedStatesofAmerica,pages41-54.
Pattersonetal.(2006)PLoSGenetics2:e190.
Perinetal.(2002)TheorApplGenet104:1017-1034.
Priceetal.(2006)NatureGenetics38:904-909.
Pritchardetal.(2000)Genetics155:945-959.
Ritland(1996)GeneticsResearch67:175-186.
Salekdehetal.(2009)TrendsinPlantScience14:488-496.
Sambrook&Russell(2001).MolecularCloning:ALaboratoryManual, ThirdEdition,ColdSpringHarborLaboratoryPress,ColdSpringHarbor,NewYork,UnitedStatesofAmerica.
Stichetal.(2006)TheoreticalandAppliedGenetics113:1121-1130.
Storey(2002)JournaloftheRoyalStatisticalSociety:SeriesB64:479-498.
Tijssen(1993)inLaboratoryTechniquesinBiochemistryandMolecular Biology,Elsevier,NewYork,NewYork,UnitedStatesofAmerica.
U.S.专利No.4,458,068;6,635,803;7,314,757;7,332,651;7,432,416.
Wuetal.(1994)PlantPhysiol106:1709-1710.
Zhangetal.(2001)GeneticEpidemiol21:370-375.
Zhaoetal.(2007)PLoSGenetics3:e4.
Zietkiewiczetal.(1994)Genomics20:176-183.
应当明了,可以变化本申请披露的主题的各种细节而不偏离本申请披露的主题的范围。另外,前面的描述是用于说明性目的而不是限制性目的。

Claims (7)

1.一种用于产生具有增强的水优化的杂种玉蜀黍植物的方法,所述方法包括:
(a)提供包含第一基因型的第一玉蜀黍植物,所述第一基因型为单体型G,其中单体型G包含在所述第一玉蜀黍植物的基因组中的第9号染色体上的在对应于SEQIDNO:28的位置98的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:28的位置147的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:28的位置224的位置处的C核苷酸、和在对应于SEQIDNO:28的位置496的位置处的T核苷酸;
(b)提供包含第二基因型的第二玉蜀黍植物,所述第二基因型为单体型D,其中单体型D包含在所述第二玉蜀黍植物的基因组中的第8号染色体上的在对应于SEQIDNO:19的位置182的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置309的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:19的位置330的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:19的位置463的位置处的G核苷酸,其中所述第二玉蜀黍植物包含在所述第一玉蜀黍植物中不存在的单体型D;
(c)杂交所述第一玉蜀黍植物和所述第二玉蜀黍植物以产生杂种F1代;
(d)鉴定包含所期望的基因型的所述F1代的一个或多个成员,其中所述所期望的基因型包含单体型G和单体型D且不同于(a)的所述第一基因型和(b)的所述第二基因型,由此产生具有增强的水优化的杂种玉蜀黍植物。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一玉蜀黍植物是包含单体型G的轮回亲本,并且所述第二玉蜀黍植物是供体,所述供体包含在所述第一玉蜀黍植物中不存在的单体型D。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述第一玉蜀黍植物对于单体型A-M中的至少2、3、4或5种来说是纯合的,并且其中,
单体型A包含在所述第一玉蜀黍植物的基因组中的第8号染色体上的在对应于SEQIDNO:1的位置115的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:1的位置270的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:1的位置301的位置处的T核苷酸、和在对应于SEQIDNO:1的位置483的位置处的A核苷酸;
单体型B包含在所述第一玉蜀黍植物的基因组中的在第8号染色体上的在SEQIDNO:7的位置4497-4498处的缺失、在对应于SEQIDNO:7的位置4505的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4609的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4792的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4836的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4844的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4969的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的TCC三核苷酸;
单体型C包含在所述第一玉蜀黍植物的基因组中的在第2号染色体上的在对应于SEQIDNO:8的位置217的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:8的位置390的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:8的位置477的位置处的A核苷酸;
单体型E包含在所述第一玉蜀黍植物的基因组中的在第5号染色体上的在对应于SEQIDNO:21的位置61的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:21的位置200的位置处的C核苷酸、和在对应于SEQIDNO:21的位置316-324的位置处的9个核苷酸的缺失;
单体型F包含在所述第一玉蜀黍植物的基因组中的在第8号染色体上的在对应于SEQIDNO:27的位置64的位置处的G核苷酸和在对应于SEQIDNO:27的位置254的位置处的T核苷酸;
单体型H包含在所述第一玉蜀黍植物的基因组中的在第4号染色体上的在对应于SEQIDNO:30的位置259的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:30的位置306的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:30的位置398的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:30的位置1057的位置处的C核苷酸;
单体型I包含在所述第一玉蜀黍植物的基因组中的在第6号染色体上的在对应于SEQIDNO:36的位置500的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:36的位置568的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:36的位置698的位置处的T核苷酸;
单体型J包含在所述第一玉蜀黍植物的基因组中的在对应于SEQIDNO:42的位置238的位置处的A核苷酸、对应于SEQIDNO:42的位置266-268的核苷酸的缺失、和在对应于SEQIDNO:42的位置808的位置处的C核苷酸;
单体型K包含在所述第一玉蜀黍植物的基因组中的在第8号染色体上的在对应于SEQIDNO:49的位置166的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:49的位置224的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:49的位置650的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:49的位置892的位置处的G核苷酸;
单体型L包含在所述第一玉蜀黍植物的基因组中的在第9号染色体上的在对应于SEQIDNO:53的位置83、428、491和548的位置处的C核苷酸;并且
单体型M包含在对应于SEQIDNO:400的位置83的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:400的位置119的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:400的位置601的位置处的T核苷酸。
4.根据权利要求2所述的方法,其中,所述杂种玉蜀黍植物包含单体型A-M中的至少3、4、5、6、7、8或9种,并且其中,
单体型A包含在所述玉蜀黍植物的基因组中的第8号染色体上的在对应于SEQIDNO:1的位置115的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:1的位置270的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:1的位置301的位置处的T核苷酸、和在对应于SEQIDNO:1的位置483的位置处的A核苷酸;
单体型B包含在所述玉蜀黍植物的基因组中的在第8号染色体上的在SEQIDNO:7的位置4497-4498处的缺失、在对应于SEQIDNO:7的位置4505的位置处的G核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4609的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4641的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4792的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4836的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4844的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:7的位置4969的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:7的位置4979-4981的位置处的TCC三核苷酸;
单体型C包含在所述玉蜀黍植物的基因组中的在第2号染色体上的在对应于SEQIDNO:8的位置217的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:8的位置390的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:8的位置477的位置处的A核苷酸;
单体型E包含在所述玉蜀黍植物的基因组中的在第5号染色体上的在对应于SEQIDNO:21的位置61的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:21的位置200的位置处的C核苷酸、和在对应于SEQIDNO:21的位置316-324的位置处的9个核苷酸的缺失;
单体型F包含在所述玉蜀黍植物的基因组中的在第8号染色体上的在对应于SEQIDNO:27的位置64的位置处的G核苷酸和在对应于SEQIDNO:27的位置254的位置处的T核苷酸;
单体型H包含在所述玉蜀黍植物的基因组中的在第4号染色体上的在对应于SEQIDNO:30的位置259的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:30的位置306的位置处的T核苷酸、在对应于SEQIDNO:30的位置398的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:30的位置1057的位置处的C核苷酸;
单体型I包含在所述玉蜀黍植物的基因组中的在第6号染色体上的在对应于SEQIDNO:36的位置500的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:36的位置568的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:36的位置698的位置处的T核苷酸;
单体型J包含在所述玉蜀黍植物的基因组中的在对应于SEQIDNO:42的位置238的位置处的A核苷酸、对应于SEQIDNO:42的位置266-268的核苷酸的缺失、和在对应于SEQIDNO:42的位置808的位置处的C核苷酸;
单体型K包含在所述玉蜀黍植物的基因组中的在第8号染色体上的在对应于SEQIDNO:49的位置166的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:49的位置224的位置处的A核苷酸、在对应于SEQIDNO:49的位置650的位置处的G核苷酸、和在对应于SEQIDNO:49的位置892的位置处的G核苷酸;
单体型L包含在所述玉蜀黍植物的基因组中的在第9号染色体上的在对应于SEQIDNO:53的位置83、428、491和548的位置处的C核苷酸;并且
单体型M包含在对应于SEQIDNO:400的位置83的位置处的C核苷酸、在对应于SEQIDNO:400的位置119的位置处的A核苷酸、和在对应于SEQIDNO:400的位置601的位置处的T核苷酸。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,相比于对照植物而言,增强的水优化在水分胁迫环境中赋予增加的或稳定的产量。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,在有利的水分含量下,所述具有增强的水优化的杂种没有赋予产量阻力。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述杂种玉蜀黍植物进一步包含编码基因产物的转基因,所述基因产物提供对除草剂的抗性,所述除草剂选自草甘膦、磺酰脲、咪唑啉酮、麦草畏、草铵膦、苯氧丙酸、环己烯酮、三嗪、苯甲腈和溴苯腈。
CN201080064686.0A 2009-12-23 2010-12-23 玉米中与耐旱性有关的遗传标记 Active CN103025151B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510638825.0A CN105340719B (zh) 2009-12-23 2010-12-23 玉米中与耐旱性有关的遗传标记

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US28971809P 2009-12-23 2009-12-23
US61/289,718 2009-12-23
US36999910P 2010-08-02 2010-08-02
US61/369,999 2010-08-02
PCT/US2010/062028 WO2011079277A2 (en) 2009-12-23 2010-12-23 Genetic markers associated with drought tolerance in maize

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510638825.0A Division CN105340719B (zh) 2009-12-23 2010-12-23 玉米中与耐旱性有关的遗传标记

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103025151A CN103025151A (zh) 2013-04-03
CN103025151B true CN103025151B (zh) 2015-11-25

Family

ID=44196417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080064686.0A Active CN103025151B (zh) 2009-12-23 2010-12-23 玉米中与耐旱性有关的遗传标记

Country Status (12)

Country Link
US (6) US8822755B2 (zh)
EP (1) EP2515630A4 (zh)
CN (1) CN103025151B (zh)
AR (1) AR079737A1 (zh)
AU (3) AU2010336389B2 (zh)
BR (1) BR112012018750A2 (zh)
CA (1) CA2785647C (zh)
CL (3) CL2012001741A1 (zh)
MX (3) MX2012007506A (zh)
UA (2) UA124096C2 (zh)
WO (1) WO2011079277A2 (zh)
ZA (1) ZA201205439B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112012018750A2 (pt) 2009-12-23 2020-09-15 Syngenta Participations Ag marcadores genéticos associados a tolerância à seca no milho
WO2015038684A1 (en) * 2013-09-10 2015-03-19 Polyera Corporation Attachable article with signaling, split display and messaging features
US10047373B2 (en) 2014-12-17 2018-08-14 Syngenta Participations Ag Genetic markers associated with drought tolerance in maize
US10895956B2 (en) * 2014-12-17 2021-01-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Restructuring view of messages based on configurable persistence
WO2017106274A1 (en) * 2015-12-16 2017-06-22 Syngenta Participations Ag Genetic regions & genes associated with increased yield in plants
US20230060937A1 (en) * 2018-12-21 2023-03-02 Syngenta Participations Ag Simultaneous gene editing and haploid induction

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101410008A (zh) * 2003-05-28 2009-04-15 先锋高级育种国际公司 植物育种方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US641829A (en) 1899-08-15 1900-01-23 Louis Johann Bruns Electric overhead railway.
US641082A (en) 1899-08-29 1900-01-09 Allen Conkling Receiving-shelf for machines.
US4458068A (en) 1983-03-25 1984-07-03 The Dow Chemical Company Water-soluble, ternary cellulose ethers
US20110093981A9 (en) * 1999-05-06 2011-04-21 La Rosa Thomas J Nucleic acid molecules and other molecules associated with transcription in plants and uses thereof for plant improvement
US20090087878A9 (en) 1999-05-06 2009-04-02 La Rosa Thomas J Nucleic acid molecules associated with plants
US20040133951A1 (en) 1999-08-05 2004-07-08 Eubanks Mary Wilkes Method and materials for introgression of novel genetic variation in maize
US6635803B1 (en) 1999-12-13 2003-10-21 Regents Of The University Of California Method to improve drought tolerance in plants
CA2498668C (en) 2002-03-27 2012-05-08 Agrinomics Llc Generation of plants with improved drought tolerance
CN1330755C (zh) 2004-01-15 2007-08-08 向成斌 一种拟南芥转录因子及其编码基因与应用
US7166783B2 (en) 2004-01-21 2007-01-23 Syngenta Participations Ag Inbred maize line NP2391
CN1973044B (zh) 2004-04-23 2010-07-07 塞雷斯公司 用于提高植物耐旱性的方法和材料
US7122726B2 (en) 2004-08-31 2006-10-17 Syngenta Participations Ag Inbred maize line NP2460
WO2006066168A2 (en) 2004-12-16 2006-06-22 Ceres, Inc. Drought responsive promoters and uses thereof
US7071396B2 (en) 2005-01-31 2006-07-04 Pioneer Hi-Bred International, Inc. Inbred corn line PHCEG
WO2008143993A2 (en) * 2007-05-17 2008-11-27 Monsanto Technology Llc Corn polymorphisms and methods of genotyping
BR112012018750A2 (pt) 2009-12-23 2020-09-15 Syngenta Participations Ag marcadores genéticos associados a tolerância à seca no milho

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101410008A (zh) * 2003-05-28 2009-04-15 先锋高级育种国际公司 植物育种方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Allelic variation and heterosis in maize: How do two halves make more than a whole?;Nathan M. Springer et.al.,;《Genome Research》;20070125;第17卷;第264-275页 *
Genome-wide Approaches to Investigate and Improve Maize Response to Drought;Roberto Tuberosa et.al.,;《Crop Sci.》;20071231;第47卷(第S3期);全文 *
Marker-assisted selection to improve drought adaptation in maize: the backcross approach, perspectives, limitations,and alternatives;Jean-Marcel Ribaut et.al.,;《Journal of Experimental Botany》;20061206;第58卷(第2期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
US10028457B2 (en) 2018-07-24
AU2017254948B2 (en) 2019-08-15
US10736289B2 (en) 2020-08-11
AU2010336389A1 (en) 2012-08-23
US20110191892A1 (en) 2011-08-04
AU2017254948A1 (en) 2017-11-23
US8822755B2 (en) 2014-09-02
UA118676C2 (uk) 2019-02-25
US10231399B2 (en) 2019-03-19
UA124096C2 (uk) 2021-07-21
EP2515630A2 (en) 2012-10-31
US9060475B2 (en) 2015-06-23
WO2011079277A3 (en) 2011-10-06
CA2785647A1 (en) 2011-06-30
US20140317774A1 (en) 2014-10-23
US20180295801A1 (en) 2018-10-18
AR079737A1 (es) 2012-02-15
MX370484B (es) 2019-12-16
US9526218B2 (en) 2016-12-27
EP2515630A4 (en) 2013-07-24
US20150033406A1 (en) 2015-01-29
CA2785647C (en) 2019-09-03
CL2015001032A1 (es) 2015-08-07
US20150020240A1 (en) 2015-01-15
BR112012018750A2 (pt) 2020-09-15
US20170049067A1 (en) 2017-02-23
RU2012131293A (ru) 2014-01-27
ZA201205439B (en) 2014-12-23
WO2011079277A2 (en) 2011-06-30
AU2016202273B2 (en) 2017-08-31
AU2010336389B2 (en) 2016-01-14
CL2017002659A1 (es) 2018-03-16
CN103025151A (zh) 2013-04-03
CL2012001741A1 (es) 2012-12-14
MX2012007506A (es) 2012-08-03
MX349368B (es) 2017-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10736289B2 (en) Genetic markers associated with drought tolerance in maize
CN109688805B (zh) 产生灰叶斑病抗性玉蜀黍的方法
CN103108541A (zh) 与玉米热带锈病(玉米壳锈菌)抗性相关联的基因座
US11505803B2 (en) Genetic markers associated with drought tolerance in maize
CN106661630A (zh) 用于鉴定和选择对北方叶枯病具有抗性的玉米植株的组合物和方法
WO2016183005A1 (en) Methods and compositions to alter flowering time in sorghum
US10590491B2 (en) Molecular markers associated with Mal de Rio Cuarto Virus in maize
WO2015174825A1 (en) Method of predicting or determining plant phenotypes in oil palm
CN102753706B (zh) 在玉米3号和4号染色体上的与镰孢属穗霉菌抗性相关联的基因座
US10517242B1 (en) Disease resistance alleles in soybean
CN102088843A (zh) 与茎机械强度相关联的玉米基因座
CN105340719B (zh) 玉米中与耐旱性有关的遗传标记
CN104271769A (zh) 用于选择玉米中降低的谷物水分的组合物和方法
US20230399704A1 (en) Hilum color alleles in soybean
US11185032B1 (en) Disease resistance alleles in soybean
US9309509B1 (en) Methods and compositions for sweet corn sugary enhancer (SEI) gene
RU2575605C2 (ru) Генетические маркеры, ассоциированные с засухоустойчивостью кукурузы
TW201617457A (zh) 在玉米中與培養及轉形有關的基因座

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant