CN115927704A - 与玉米茎秆长度紧密连锁的分子标记及其应用 - Google Patents
与玉米茎秆长度紧密连锁的分子标记及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115927704A CN115927704A CN202210889193.5A CN202210889193A CN115927704A CN 115927704 A CN115927704 A CN 115927704A CN 202210889193 A CN202210889193 A CN 202210889193A CN 115927704 A CN115927704 A CN 115927704A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- seq
- corn
- length
- molecular marker
- shorter
- 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.)
- Pending
Links
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 title claims abstract description 139
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 title claims abstract description 138
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 title claims abstract description 89
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 title claims abstract description 89
- 239000003147 molecular marker Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims abstract description 38
- 238000009395 breeding Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 claims abstract description 13
- 108020004682 Single-Stranded DNA Proteins 0.000 claims abstract description 13
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 claims description 49
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 claims description 49
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 18
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 18
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 12
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 241000894007 species Species 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 6
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 6
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 5
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 4
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 4
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 3
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 238000012257 pre-denaturation Methods 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 2
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 1
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 1
- 235000007244 Zea mays Nutrition 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000011543 agarose gel Substances 0.000 description 1
- 238000000540 analysis of variance Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 238000009399 inbreeding Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012113 quantitative test Methods 0.000 description 1
- 238000009394 selective breeding Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/80—Food processing, e.g. use of renewable energies or variable speed drives in handling, conveying or stacking
- Y02P60/87—Re-use of by-products of food processing for fodder production
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明公开了与玉米茎秆长度紧密连锁的分子标记及其应用。本发明公开的与玉米茎秆长度紧密连锁的分子标记，为SEQ ID No.3所示的DNA片段或SEQ ID No.4所示的DNA片段，可利用由序列表中SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的两条单链DNA组成的引物对进行检测。实验证明，本发明的与玉米茎秆长度紧密连锁的分子标记与玉米茎秆长度相关，利用该分子标记可以成功鉴定玉米的茎秆长度情况，并具有简便、快速、高效、准确的优点，且重复性好，特异性高，可以用于玉米分子标记辅助育种，选育综合性状优良的玉米新品种，大大节约了育种成本，提高了育种效率。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域中，与玉米茎秆长度紧密连锁的分子标记及其应用。
背景技术
玉米(Zea mays L.)是粮食、饲料和经济兼用作物，是我国唯一一个在播种面积及产量上稳步增加的农作物。近年来，全球经济有了快速的发展，预计在未来工业生产和生活上对玉米的需求量将不断增加。2021年我国玉米种植面积为4332万公顷，比上年增加206万公顷，产量高达27255万吨，约占我国粮食总产量的39.91％。
提高种植密度是提高玉米产量的有效途径之一，但随着种植密度的不断增大，玉米茎秆长度也增加，同时玉米倒伏也增加。据统计，我国玉米倒伏率每增加1％，平均产量降低108kg/ha，并且在籽粒灌浆期发生茎秆倒伏可减产45％-48％。倒伏不仅严重降低了玉米产量和品质，而且还会给玉米机械收获带来严重障碍，是玉米高产、稳产、优质的限制因素之一。因此，进一步解析玉米茎秆长度的遗传基础，定位茎秆长度的数量性状位点(quantitative trait loci,QTL)并开发与茎秆长度QTL位点紧密连锁的分子标记，对利用分子标记辅助选择技术改良玉米茎秆长度性状，选育抗倒伏玉米新品种、降低倒伏危害、保障玉米产量具有重要意义。
分子标记具有数量大，检测不受环境条件、发育时期和表达调控等因素影响以及能提供完整丰富的遗传信息等优点，已被广泛应用于种质资源鉴定、QTL定位和分子标记辅助选择等方面。插入缺失(Insertion-Deletion,InDel)标记是常用的基于DNA水平差异的分子标记之一，具体指的是两个材料中的差异，相对一个材料而言，另一个材料的基因组某些位点中有一定数量的核苷酸插入或缺失，根据其插入缺失位点，设计一些扩增这些插入缺失位点的PCR引物。利用与目的基因紧密连锁的InDel标记，通过辅助回交选择，辅助系谱选择乃至全基因组选择，从而减轻连锁累赘，聚合有利基因，加快育种进程，可以有效提高选择效率和效果。
目前，尽管在玉米全部染色体上均有报道控制玉米茎秆长度的QTL，但开发与目标QTL紧密连锁的分子标记并申请专利应用的报道很少，且在qSL1-1区段内没有与玉米茎秆长度相关的专利报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何检测玉米茎秆长度性状。
为解决上述技术问题，本发明首先提供了检测玉米茎秆长度分子标记的物质在检测或辅助检测玉米茎秆长度性状中的应用，所述玉米茎秆长度分子标记为SEQ ID No.3所示的DNA片段和SEQ ID No.4所示的DNA片段。
上述应用中，所述检测玉米茎秆长度分子标记的物质可为由序列表中SEQ IDNo.1和SEQ ID No.2所示的两条单链DNA组成的引物对。
本发明还提供了检测玉米茎秆长度性状的方法，所述方法包括：以待测玉米的基因组DNA为模板，利用由序列表中SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的两条单链DNA组成的引物对进行PCR扩增，所得PCR产物序列为SEQ ID No.3的纯合玉米的茎秆长度短于或候选短于所得PCR产物序列为SEQ ID No.4的纯合玉米的茎秆长度，所得PCR产物序列为SEQ IDNo.3的纯合玉米的茎秆长度短于或候选短于所得PCR产物序列为SEQ ID No.3和SEQ IDNo.4的杂合玉米的茎秆长度，所得PCR产物序列为SEQ ID No.3和SEQ ID No.4的杂合玉米的茎秆长度短于或候选短于所得PCR产物序列为SEQ ID No.4的纯合玉米的茎秆长度。
本发明还提供了检测玉米茎秆长度性状的方法，所述方法包括：以待测玉米的基因组DNA为模板，利用由序列表中SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的两条单链DNA组成的引物对进行PCR扩增，所得PCR产物大小为314bp的纯合玉米的茎秆长度短于或候选短于所得PCR产物大小为262bp的纯合玉米的茎秆长度，所得PCR产物大小为314bp的纯合玉米的茎秆长度短于或候选短于所得PCR产物大小为314bp和262bp的杂合玉米的茎秆长度，所得PCR产物大小为314bp和262bp的杂合玉米的茎秆长度短于或候选短于所得PCR产物大小为262bp的纯合玉米的茎秆长度。
本发明还提供了一种玉米育种方法，所述方法包括：以待测玉米的基因组DNA为模板，利用由序列表中SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的两条单链DNA组成的引物对进行PCR扩增，选择PCR产物为SEQ ID No.3的待测玉米作为亲本完成育种。
上文中，利用由序列表中SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的两条单链DNA组成的引物对进行PCR扩增的反应体系可为：1μL浓度为10μmo1/L的SEQ ID No.1所示的单链DNA；1μL浓度为10μmo1/L的SEQ ID No.2所示的单链DNA；1μL浓度为100ng/μL的基因组DNA；5μL 2×Taq PCR StarMix with Loading Dye(北京康润诚业生物科技有限公司，货号：A012-01)；2μL ddH2O。
利用由序列表中SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的两条单链DNA组成的引物对进行PCR扩增的反应条件可为：95℃预变性10min；95℃变性45s，57℃退火45s，72℃延伸30s，35个循环；72℃延伸10min；4℃保存。
所述检测玉米茎秆长度分子标记的物质在制备检测玉米茎秆长度性状产品中的应用，也属于本发明的保护范围。
所述玉米茎秆长度分子标记在检测或辅助检测玉米茎秆长度性状中的应用，也属于本发明的保护范围。
所述玉米茎秆长度分子标记在玉米育种中的应用，也属于本发明的保护范围。
本发明中，所述玉米茎秆长度可为从雌穗上节基部至雌穗上节顶部的长度。
本发明的玉米茎秆长度分子标记与玉米茎秆长度相关，利用该分子标记可以成功鉴定玉米的茎秆长度情况，并具有简便、快速、高效、准确的优点，且重复性好，特异性高，可以用于玉米分子标记辅助育种，选育综合性状优良的玉米新品种，大大节约了育种成本，提高了育种效率。
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
附图说明
图1是本发明的分子标记qSL1-1在双亲中扩增序列的比对结果。
图2是本发明的分子标记qSL1-1在双亲中PCR扩增产物的电泳图谱。其中，W为玉米自交系W22的扩增带型，C为玉米野生近缘种CIMMYT 8759的扩增带型，Marker从下往上条带大小依次为100bp、250bp、500bp、750bp、1000bp、1500bp和2000bp。
图3是本发明的分子标记qSL1-1在F2群体中PCR扩增产物的电泳图谱。其中，W为纯合W22基因型的扩增带型，C为纯合CIMMYT 8759基因型的扩增带型，H为杂合基因型的扩增带型，Marker从下往上条带大小依次为100bp、250bp、500bp、750bp、1000bp、1500bp和2000bp。
图4是本发明的分子标记qSL1-1在F2群体中茎秆长度性状的单标记分析结果。NIL_W22表示纯合的W22基因型，Het表示杂合的基因型，NIL_CIMMYT 8759表示纯合的CIMMYT 8759基因型，*表示差异显著(P<0.05)。
具体实施方式
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂、仪器等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。下述实施例中，如无特殊说明，序列表中各核苷酸序列的第1位均为相应DNA/RNA的5′末端核苷酸，末位均为相应DNA/RNA的3′末端核苷酸。
下述实施例中的玉米自交系W22与玉米野生近缘种CIMMYT 8759均记载在文献(Identification and fine mapping of quantitative trait loci for the number ofvascular bundle in maize stem,JIntegrPlant Biol.2016 Jan；58(1):81-90.doi:10.1111/jipb.12358.Epub 2015 Jul 16.)中，玉米野生近缘种CIMMYT 8759为该文献中的CIMMYT accession 8759，公众可从申请人处获得玉米自交系W22与玉米野生近缘种CIMMYT8759，该生物材料只为重复本发明的相关实验所用，不可作为其它用途使用。
下述实施例中的MR0347为美国玉米种质资源中心(Maize Genetics CooperationStock Center)产品，网址为：www.maizecoop.cropsci.uiuc.edu，公众也可从申请人处获得该生物材料，该生物材料只为重复本发明的相关实验所用，不可作为其它用途使用。MR0347为由玉米自交系W22与玉米野生近缘种CIMMYT 8759通过杂交、回交和自交衍生得到的渗入系材料。
实施例1：与玉米茎秆长度紧密连锁的分子标记
本发明提供了用于鉴定或辅助鉴定玉米茎秆长度的分子标记qSL1-1(记为玉米茎秆长度分子标记)，该分子标记为以玉米基因组DNA为模板，利用引物对A1进行PCR扩增得到的DNA片段，所得DNA片段的序列为SEQ ID No.3或SEQ ID No.4。引物对A1序列如下：
正向扩增引物SL1-F：5’-AGAGATGTCATGTAGGGCCG-3’，如SEQ ID No.1所示；
反向扩增引物SL1-R：5’-TGGCCCGATGGTGAGATTAA-3’，如SEQ ID No.2所示；
以茎秆长度较低的玉米自交系W22和茎秆长度较高的玉米野生近缘种CIMMYT8759的基因组DNA为模板，用SEQ ID No.1所示的正向扩增引物和SEQ ID No.2所示的反向扩增引物进行PCR扩增，检测所得PCR产物的序列。
其中，10μL PCR扩增的反应体系如下：
(1)1μL浓度为10μmo1/L的SEQ ID No.1所示的正向扩增引物；
(2)1μL浓度为10μmo1/L的SEQ ID No.2所示的反向扩增引物；
(3)1μL浓度为100ng/μL的DNA模板；
(4)5μL 2×Taq PCR StarMix with Loading Dye(北京康润诚业生物科技有限公司，货号：A012-01)；
(5)2μL ddH2O。
PCR扩增的程序如下：
(1)95℃预变性10min；
(2)95℃变性45s，57℃退火45s，72℃延伸30s，35个循环；
(3)72℃延伸10min；
(4)4℃保存。
PCR仪型号：Eppendorf Mastercycler nexus。
将PCR扩增产物在3.0％的琼脂糖凝胶(每100mL凝胶溶液中含有3.0g琼脂糖)中进行电泳分离并进行测序分析，结果显示，以玉米自交系W22的基因组DNA为模板进行PCR扩增，PCR扩增产物的分子量大小为314bp，其核苷酸序列如SEQ ID No.3所示；以玉米野生近缘种CIMMYT 8759的基因组DNA为模板进行PCR扩增，PCR扩增产物的分子量大小为262bp，其核苷酸序列如SEQ ID No.4所示。
SEQ ID No.3：
AGAGATGTCATGTAGGGCCGGCATTACCAGCGCCGACCCCGCGCTTAGGTGCAGCAACTGCCGACACCAAGTGGCTAGGCGCGGTTTAAGGATCAGGCATGCAGATCGACATGCAAGGCAAGCTAGACTTAGGGGGTTTGTTTCCTTTATTTGTAGATCGACATGCAAGGCAAGCTAGAATCAAGGGGGTTTGTTTCCTTTATTAGCATGCTATGTGCCTATATATTGAATGTAATAGGCACTCTTTGGAATTAAGAAAGAACTATCCATCTCTAGTCCCCTCTCTTTCTCCTCTTAATCTCACCATCGGGCCA。
SEQ ID No.4：
AGAGATGTCATGTAGGGCCGGCATTACCAGCGCCGACCCCGCGCTTAGGTGCAGCAACTGCCGACACCAAGTGGCTAGGCGCGGTTTAAGGATCAGGCATGCAGATCGACATGCAAGGCAAGCTAGACTTAGGGGGTTTGTTTCCTTTATTAGCATGCTATGTGCCTATATATTGAATGTAATAGGCACTCTTTGGAATTAAGAAAGAACTATCCATCTCTAGTCCCCCTCTCTTTCTCCTCTTAATCTCACCATCGGGCCA。
其中，玉米自交系W22的扩增带型为降低茎秆长度的优异等位基因。所以，如果待测玉米样品PCR扩增产物的分子量大小为314bp，则该待测玉米样品含有降低玉米茎秆长度的等位基因；如果待测玉米样品PCR扩增产物的分子量大小为262bp，则该待测玉米样品含有增加玉米茎秆长度的等位基因。
将SEQ ID No.3和SEQ ID No.4序列比对结果如图1所示。玉米自交系W22和玉米野生近缘种CIMMYT 8759的PCR扩增产物的电泳结果如图2所示。
实施例2：分子标记SL1的获得方法
分子标记SL1的获得方法具体包括以下步骤：
步骤1：构建包含866个家系的BC2S3渗入系群体
以玉米自交系W22作为受体亲本，以玉米野生近缘种CIMMYT 8759作为供体亲本，通过杂交1代，回交2代，自交3代得到包含866个家系的BC2S3渗入系群体。
步骤2：渗入系群体的田间种植与表型测定
2019年春季在湖南省浏阳市(28.2°N,113.6°E)国家农作物品种区域试验站种植BC2S3渗入系群体。田间试验采用扩增式不完全随机区组设计。每个小区种植2行，每行种植15株，株距25cm。每垄种植2个家系。垄高15cm，垄宽70cm，沟宽30cm。
玉米散粉10天后用不锈钢直尺(精确度1mm)测定玉米穗上第1节的茎秆长度。每个家系从第3株开始，连续测定5个单株，5个单株的均值即为该家系的表型值。茎秆长度即从穗上节基部至穗上节顶部的长度，单位以cm表示。
步骤3：进行QTL定位分析
利用R/qtl的多QTL模型进行QTL定位分析。首先应用Haley-Knott回归进行QTL简单区间定位分析，并采用置换检验10000次的方法确定茎秆长度QTL的LOD阈值(α＝0.05)。将简单区间定位得到的QTL模型进行多QTL模型拟合，并利用R/qtl的refineqtl命令优化每个QTL的位置。进一步利用addqtl命令检测基因组是否存在其他显著改善模型的QTL，如果检测到新的QTL，则重新拟合多QTL模型和优化QTL位置，重复此过程，直到检测不到新的QTL。最后利用fitqtl命令计算所有QTL解释的总表型变异及单个QTL的加性效应和表型贡献率。
QTL定位结果分析：共检测到2个控制玉米茎秆长度的QTL，其中在第1染色体上检测到一个表型效应较大的QTL qSL1-1。qSL1-1的LOD值为8.45，加性效应大小为0.41cm，显性效应大小为-0.07cm，表型贡献率为4.51％，位于玉米第1染色体26571901bp至33460109bp区间内。
步骤4：分子标记SL1的开发与合成
利用在线引物设计软件primer3(https://primer3.ut.ee/)对qSL1-1在第1染色体26571901bp至33460109bp的物理区间进行搜索，设计正向扩增引物SL1-F和反向扩增引物SL1-R，引物由北京擎科生物科技有限公司合成，核苷酸序列如下：
正向扩增引物SL1-F：5’-AGAGATGTCATGTAGGGCCG-3’，如SEQ ID No.1所示；
反向扩增引物SL1-R：5’-TGGCCCGATGGTGAGATTAA-3’，如SEQ ID No.2所示。
实施例3：分子标记SL1的应用
以仅在qSL1-1区段杂合，而在基因组其他位点纯合的渗入系MR0347为起始材料并进行自交授粉，产生一个仅在qSL1-1区段分离的F2群体。以包含668个单株的F2群体为材料对本发明获得的分子标记SL1进行验证，以确定该分子标记应用于分子标记辅助选择育种的准确性。具体包括以下步骤：
步骤1：F2群体茎秆长度的测定
按照实施例2的方法测定F2群体植株的茎秆长度。
步骤2：采用CTAB法提取玉米叶片DNA。
步骤3：PCR扩增
PCR扩增的反应体系为10μL，包括：
(1)1μL浓度为10μmo1/L的SEQ ID No.1所示的正向扩增引物；
(2)1μL浓度为10μmo1/L的SEQ ID No.2所示的反向扩增引物；
(3)1μL浓度为100ng/μL的DNA模板；
(4)5μL 2×Taq PCR StarMix with Loading Dye(北京康润诚业生物科技有限公司，货号：A012-01)；
(5)2μL ddH2O。
PCR扩增的程序如下：
(1)95℃预变性10min；
(2)95℃变性45s，57℃退火45s，72℃延伸30s，35个循环；
(3)72℃延伸10min；
(4)4℃保存。
PCR仪型号：Eppendorf Mastercycler nexus。
步骤4：电泳
分子标记SL1在部分F2单株中PCR扩增产物的电泳图谱如图3所示。
步骤5：结果分析
根据PCR扩增产物的分子量大小确定待测玉米样品的基因型：如果待测玉米样品PCR扩增产物仅有一条314bp的条带，则该待测玉米为纯合的W22基因型(即与玉米自交系W22相同的基因型)；如果待测玉米样品PCR扩增产物仅有一条262bp的条带，则该待测玉米为纯合的CIMMYT 8759基因型(即与玉米野生近缘种CIMMYT 8759相同的基因型)；如果待测玉米样品PCR扩增产物不仅有一条314bp的条带，而且还有一条262bp的条带，则该待测玉米为杂合基因型。
F2单株中共有160株为纯合的W22基因型，对PCR产物测序显示，其序列均为SEQ IDNo.3，160株纯合的W22基因型F2单株的茎秆长度为13.1±1.2cm；共有154株为纯合的CIMMYT 8759基因型，对PCR产物测序显示，其序列均为SEQ ID No.4，154株纯合的CIMMYT8759基因型F2单株的茎秆长度为13.9±1.2cm；共有354株为杂合基因型，对PCR产物测序显示，其序列均为SEQ ID No.3和SEQ ID No.4，354株杂合基因型F2单株的茎秆长度为13.4±1.2cm。
进一步对各组的茎秆长度表型值进行方差分析(图4)。结果表明：纯合的W22基因型F2单株的茎秆长度显著低于纯合的CIMMYT 8759基因型F2单株，纯合的W22基因型F2单株的茎秆长度显著低于杂合基因型F2单株，杂合基因型F2单株的茎秆长度显著低于纯合的CIMMYT 8759基因型F2单株，说明分子标记SL1与玉米的茎秆长度有关，具有重要的育种应用价值。
综上所述，本发明提供的分子标记SL1与qSL1-1紧密连锁，可以快速准确地鉴定出玉米茎秆长度，能够促进该位点在玉米新品种选育中的应用，也有利于该位点与其它优良性状位点的分子聚合育种。通过本发明提供的方法，在玉米任何阶段均可鉴定和筛选玉米种质资源的茎秆长度，具有简便、快速、高效、准确的优点，适于大规模推广应用。
以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。按以下附带的权利要求的范围，可以进行一些基本特征的应用。
Claims (8)
1.检测玉米茎秆长度分子标记的物质在检测或辅助检测玉米茎秆长度性状中的应用，所述玉米茎秆长度分子标记为SEQ ID No.3所示的DNA片段和SEQ ID No.4所示的DNA片段。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述检测玉米茎秆长度分子标记的物质为由序列表中SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的两条单链DNA组成的引物对。
3.检测玉米茎秆长度性状的方法，包括：以待测玉米的基因组DNA为模板，利用由序列表中SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的两条单链DNA组成的引物对进行PCR扩增，所得PCR产物序列为SEQ ID No.3的纯合玉米的茎秆长度短于或候选短于所得PCR产物序列为SEQID No.4的纯合玉米的茎秆长度，所得PCR产物序列为SEQ ID No.3的纯合玉米的茎秆长度短于或候选短于所得PCR产物序列为SEQ ID No.3和SEQ ID No.4的杂合玉米的茎秆长度，所得PCR产物序列为SEQ ID No.3和SEQ ID No.4的杂合玉米的茎秆长度短于或候选短于所得PCR产物序列为SEQ ID No.4的纯合玉米的茎秆长度。
4.检测玉米茎秆长度性状的方法，包括：以待测玉米的基因组DNA为模板，利用由序列表中SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的两条单链DNA组成的引物对进行PCR扩增，所得PCR产物大小为314bp的纯合玉米的茎秆长度短于或候选短于所得PCR产物大小为262bp的纯合玉米的茎秆长度，所得PCR产物大小为314bp的纯合玉米的茎秆长度短于或候选短于所得PCR产物大小为314bp和262bp的杂合玉米的茎秆长度，所得PCR产物大小为314bp和262bp的杂合玉米的茎秆长度短于或候选短于所得PCR产物大小为262bp的纯合玉米的茎秆长度。
5.玉米育种方法，包括：以待测玉米的基因组DNA为模板，利用由序列表中SEQ ID No.1和SEQ ID No.2所示的两条单链DNA组成的引物对进行PCR扩增，选择PCR产物为SEQ IDNo.3的待测玉米作为亲本完成育种。
6.权利要求1或2中所述检测玉米茎秆长度分子标记的物质在制备检测玉米茎秆长度性状产品中的应用。
7.权利要求1或2中所述玉米茎秆长度分子标记在检测或辅助检测玉米茎秆长度性状中的应用。
8.权利要求1或2中所述玉米茎秆长度分子标记在玉米育种中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210889193.5A CN115927704A (zh) | 2022-07-27 | 2022-07-27 | 与玉米茎秆长度紧密连锁的分子标记及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210889193.5A CN115927704A (zh) | 2022-07-27 | 2022-07-27 | 与玉米茎秆长度紧密连锁的分子标记及其应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115927704A true CN115927704A (zh) | 2023-04-07 |
Family
ID=86551078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210889193.5A Pending CN115927704A (zh) | 2022-07-27 | 2022-07-27 | 与玉米茎秆长度紧密连锁的分子标记及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115927704A (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110105347A1 (en) * | 2007-05-17 | 2011-05-05 | Monsanto Technology Llc | Corn polymorphisms and methods of genotyping |
| CA2797425A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-05-30 | Dow Agrosciences Llc | Three-dimensional animation technology for describing and manipulating plant growth |
| CN105699600A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-06-22 | 山东省农业科学院玉米研究所 | 一种评价玉米茎秆抗倒伏能力的方法 |
| CN109295248A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-02-01 | 河南省农业科学院作物设计中心 | 用于检测控制玉米茎秆强度主效qtl连锁的分子标记的引物、试剂盒、检测方法及应用 |
| CN110904266A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-03-24 | 北京市农林科学院 | 玉米茎秆抗倒伏性qtl的鉴定及分子标记的开发与应用 |
| CN112795692A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-05-14 | 湖南农业大学 | 与玉米株高连锁的分子标记及其应用 |
| CN112795691A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-05-14 | 湖南农业大学 | 与玉米茎粗连锁的分子标记及其应用 |
| CN113920106A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-11 | 吉林农业大学 | 一种基于rgb-d相机的玉米长势三维重构及茎粗测量方法 |
| CN114196685A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-03-18 | 扬州大学 | 玉米茎秆穿刺强度基因ZmFLS2及其分子标记的应用 |
-
2022
- 2022-07-27 CN CN202210889193.5A patent/CN115927704A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110105347A1 (en) * | 2007-05-17 | 2011-05-05 | Monsanto Technology Llc | Corn polymorphisms and methods of genotyping |
| CA2797425A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-05-30 | Dow Agrosciences Llc | Three-dimensional animation technology for describing and manipulating plant growth |
| CN105699600A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-06-22 | 山东省农业科学院玉米研究所 | 一种评价玉米茎秆抗倒伏能力的方法 |
| CN109295248A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-02-01 | 河南省农业科学院作物设计中心 | 用于检测控制玉米茎秆强度主效qtl连锁的分子标记的引物、试剂盒、检测方法及应用 |
| CN110904266A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-03-24 | 北京市农林科学院 | 玉米茎秆抗倒伏性qtl的鉴定及分子标记的开发与应用 |
| CN112795692A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-05-14 | 湖南农业大学 | 与玉米株高连锁的分子标记及其应用 |
| CN112795691A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-05-14 | 湖南农业大学 | 与玉米茎粗连锁的分子标记及其应用 |
| CN113920106A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-01-11 | 吉林农业大学 | 一种基于rgb-d相机的玉米长势三维重构及茎粗测量方法 |
| CN114196685A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-03-18 | 扬州大学 | 玉米茎秆穿刺强度基因ZmFLS2及其分子标记的应用 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| MEILING LIU等: "Genetic analysis of maize shank length by QTL mapping in three recombinant inbred line populations", PLANT SCIENCE, vol. 303, 28 February 2021 (2021-02-28), pages 110767 * |
| QIQI SHANG等: "Mapping quantitative trait loci associated with stem-related traits in maize(Zea mays L.)", PLANT MOLECULAR BIOLOGY, vol. 104, 8 September 2020 (2020-09-08), pages 583 - 595 * |
| 张自愿;李晶晶;景建洲;王利锋;曹言勇;王浩;李会勇;: "基于ILs玉米抗旱相关位点分析", 玉米科学, no. 01, 15 February 2014 (2014-02-15), pages 43 - 48 * |
| 王文秀等: "玉米矮杆基因研究进展", 生物技术通报, vol. 34, 31 December 2018 (2018-12-31), pages 22 - 26 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10356992B2 (en) | Maize plants with improved disease resistance | |
| CN112795691B (zh) | 与玉米茎粗连锁的分子标记及其应用 | |
| CN112795692B (zh) | 与玉米株高连锁的分子标记及其应用 | |
| US10959386B2 (en) | Melon plants with improved disease tolerance | |
| US11032986B2 (en) | Methods of creating drought tolerant corn plants using markers linked to cold shock domain-containing proteins and compositions thereof | |
| US11337388B2 (en) | Maize plants with improved disease resistance | |
| CN109337998B (zh) | 与玉米株高紧密连锁的InDel6和SSR229分子标记开发方法及其应用 | |
| CN112795693B (zh) | 与玉米叶片叶绿素含量相关的分子标记及其应用 | |
| CN109486829B (zh) | 一种水稻半矮秆基因sd1等位基因及其鉴定方法 | |
| CN115786567B (zh) | 一种具有半显性的玉米矮化相关分子标记及其应用 | |
| CN115820897B (zh) | 与玉米雌穗剑叶长度紧密连锁的分子标记及其应用 | |
| US10028459B2 (en) | Tomato plants with improved disease resistance | |
| US20210324395A1 (en) | Tomato plants with improved traits | |
| CN115927704A (zh) | 与玉米茎秆长度紧密连锁的分子标记及其应用 | |
| US8841510B2 (en) | Major QTLs conferring resistance of corn to fijivirus | |
| CN115820895A (zh) | 与玉米叶绿素含量紧密连锁的分子标记及其应用 | |
| CN107058546B (zh) | 玉米胚性愈伤组织诱导相关基因GRMZM2G023133的InDel分子标记及应用 | |
| CN115896323A (zh) | 与玉米种子萌发能力紧密连锁的分子标记及其应用 | |
| CN116004881A (zh) | 与玉米穗位高紧密连锁的分子标记及其应用 | |
| CN109207621A (zh) | 水稻柱头外露率基因qSE7的分子标记及其方法和应用 | |
| US11647709B1 (en) | Maize plants with improved disease resistance | |
| EP3005862A1 (en) | Melon plants with improved disease tolerance | |
| CN116179734A (zh) | 鉴别或辅助鉴别番茄颈腐根腐病抗性的分子标记及其应用 | |
| CN117487955A (zh) | 一种与小麦粒长主效QTL连锁的SNP分子标记KASP-kl-sau2B及应用 | |
| CN116083622A (zh) | 与烟草叶型相关基因qLL和qWL，连锁SSR标记及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |