CN103160503B - 玉米种质抗大斑病qtl的snp分子标记及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及分子标记领域，具体地涉及玉米种质抗大斑病QTL的SNP分子标记及其应用。根据本发明的玉米种质抗大斑病QTL的SNP分子标记为：PZE-109053835PZE-103102855SYN12735SYN18302SYN30756PZE-103171599SYN30351PZE-104141072PZE-108071872PZE-110066840。上述SNP分子标记可以用于抗玉米大斑病的早期预测和筛选，还可以用于抗玉米大斑病型玉米的选育。
Description
技术领域
本发明涉及分子标记领域，具体地涉及玉米种质抗大斑病QTL的SNP分子标记及其应用。
背景技术
玉米作为C4植物的代表，光合作用效率高，在常见农作物中单产最高，被称为谷物之王，是世界和我国播种面积第一的作物。然而，随着玉米需求一步增加，耕地在减少，气候有进一步恶化的趋势；而全球人口以每年一亿人的速度爆炸式增长，能新开发的耕地极其有限，玉米供需关系很可能进一步趋紧。
近几十年来，农业发达国家如美国的玉米育种发展极快，美国的玉米平均亩产为我国的近两倍，其中良种的贡献估计为百分之五十以上。先锋公司的品种先玉335等以其高产、优质等特性在我国春玉米区彻底击败国内所有品种，使美国种质成为东北地区的主要玉米种质。玉米大斑病为病原菌引起，是玉米的一种主要疾病，在全球玉米种植区域内发生。近年来在我国东北春玉米主产区发病率大幅上升，但先玉335等不抗大斑病，成为玉米产量的主要影响原因之一。所以用美国的高产、优质且抗大斑病种质改良适应东北地区的先玉335等玉米种质，建立抗大斑病、高产、优质且适应当地环境的种系是保障我国粮食安全的当务之急。
近年来，随着玉米B73自交系全基因组测序的完成和高通量DNA测序技术的突飞猛进，国内外科学家已经成功地完成了许多玉米自交系的重测序。大量的玉米SNP分子标记被发现，相应的高通量玉米指纹芯片已被商业化。McMullen等运用高通量玉米指纹芯片和巢式关联作图（Nested Association Mapping），精确定位了玉米花期及叶片角度的主效QTL。严建兵等用全基因组扫描（GWS）定位了玉米油相关的主效QTL。
虽然Poland等于2011年用巢式关联作图精确定位一些抗大斑病QTL，但他们使用的主要是热带玉米资源，回交导入温带商业种质资源时，是否有效难以确定，即使有效，连锁的不利近等位基因需多代回交才能删除。本发明直接利用大量美国温带商业玉米自交系，使用全基因组扫描精确定位温带商业玉米群内的抗大斑病QTL并将其用于改良适应东北的美国商业玉米种质，则可成功解决以上难题。
发明内容
本发明的目的是提供玉米种质抗大斑病QTL的SNP分子标记。
本发明的再一目的是提供上述玉米种质抗大斑病QTL的SNP分子标记的应用。
根据本发明的玉米种质抗大斑病QTL的SNP分子标记为：
PZE-109053835
PZE-103102855
SYN12735
SYN18302
SYN30756
PZE-103171599
SYN30351
PZE-104141072
PZE-108071872
PZE-110066840
根据本发明的具体实施方式，上述玉米种质抗大斑病QTL的SNP分子标记通过包括以下步骤的方法获得：
（1）以115个美国玉米自交系，检索美国农业部种质资源信息中心所有专利过期自交系的性状信息，有大斑病抗性记录的共有115个自交系，经试验鉴定，其中感大斑病的有64个自交系，抗大斑病的51个自交系；
（2）使用Illumina公司开发的玉米Infinium50K高密度商业芯片（该芯片覆盖了遍布玉米全基因组的5万6千个SNP位点）测量115个玉米自交系的高密度指纹，使用TASSEL软件
http://www.maizegenetics.net/index.php?option=com_content&task=view&id=8 9&Itemid=119对测得的115个自交系的高密度指纹进行了聚类分析；
（3）玉米抗大斑病主效QTL的全基因组扫描（GWAS）定位，对步骤（1）所得的玉米抗大斑病性状结果和步骤（2）所得的基因型数据，使用TASSEL中的MLM算法进行了分析，检测到抗病相关QTL。
（4）选取10个互不连锁的QTL,发现以下SNP位点与抗玉米大斑病有关，
PZE-109053835
PZE-103102855
SYN12735
SYN18302
SYN30756
PZE-103171599
SYN30351
PZE-104141072
PZE-108071872
PZE-110066840
以上10个SNP位点详细信息如以下表1所示。
表1
其中参照系的“效应值（effect）”为0，“观测数值”是指在“115”个自交系中具有该SNP位点的自交系的数目。
本发明的调控玉米大斑病抗性的主效QTL的SNP分子标记可以用于抗玉米大斑病的早期预测和筛选，还可以用于抗玉米大斑病型玉米的选育。
本发明的调控玉米大斑病抗性的主效QTL的SNP分子标记直接以DNA的形式表现，在玉米的各个组织、各个发育阶段均可检测到，不受季节、环境限制，不存在表达与否等问题；表现为中性，不影响目标性状的表达；SNP适于快速、规模化筛查。基因组筛选中SNPs往往只需+/-的分析，而不用分析片段的长度，利于发展自动化技术筛选或检测SNPs。
具体实施方式
实施例1
（1）以115个美国玉米自交系，检索美国农业部种质资源信息中心所有专利过期自交系的性状信息，有大斑病抗性记录的共有115个自交系，经试验鉴定，其中感大斑病的有64个自交系，抗大斑病的51个自交系；
（2）使用Illumina公司开发的玉米Infinium50K高密度商业芯片（该芯片覆盖了遍布玉米全基因组的5万6千个SNP位点）测量115个玉米自交系的高密度指纹，使用TASSEL软件
http://www.maizegenetics.net/index.php?option=com_content&task=view&id=8 9&Itemid=119对测得的115个自交系的高密度指纹进行了聚类分析；
（3）玉米抗大斑病主效QTL的全基因组扫描（GWAS）定位，对步骤（1）所得的玉米抗大斑病性状结果和步骤（2）所得的基因型数据，使用TASSEL中的MLM算法进行了分析，检测到抗病相关QTL。
（4）选取10个互不连锁的QTL,发现以下SNP位点与抗玉米大斑病有关，
PZE-109053835
PZE-103102855
SYN12735
SYN18302
SYN30756
PZE-103171599
SYN30351
PZE-104141072
PZE-108071872
PZE-110066840
实施例2
（1）选取4个已知大斑病抗性的玉米自交系，其中2个抗病（LH190、PHN29），2个感病（CR1HT、J8606）；
（2）使用Illumina公司开发的玉米Infinium50K高密度商业芯片（该芯片覆盖了遍布玉米全基因组的5万6千个SNP位点）测量这4个玉米自交系的高密度指纹；
（3）检测实例1所开发的10个抗病SNP位点，结果发现，利用以上10个SNP可以将抗病与感病自交系区分开来，抗病性鉴定与SNP结果一致。
Claims (1)
1.一种鉴定玉米种质的玉米大斑病抗性的方法，其特征在于，所述方法通过检测玉米种质抗大斑病SNP位点PZE-103102855、PZE-109053835、SYN30756、PZE-104141072、SYN30351、PZE-110066840对待鉴定玉米的种质进行鉴定，对于SNP位点PZE-103102855，其等位基因位点为C时为大斑病抗性，对于SNP位点PZE-109053835，其等位基因位点为C时为大斑病抗性，对于SNP位点SYN30756，其等位基因位点为T时为大斑病抗性，对于SNP位点PZE-104141072，其等位基因位点为G时为大斑病抗性，对于SNP位点SYN30351，其等位基因位点为G时为大斑病抗性，对于SNP位点PZE-110066840，其等位基因位点为C时为大斑病抗性。
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