CN117070657A - 玉米籽粒类胡萝卜素含量相关的snp标记及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了玉米籽粒类胡萝卜素含量相关的SNP标记及其应用。本发明人发现在玉米2号染色体168082105bp位置的基因型，其与玉米籽粒类胡萝卜素含量显著关联，其中SNP基因型为AA时籽粒类胡萝卜素含量较低，SNP基因型为TT时籽粒类胡萝卜素含量较高，该位置的基因型可以作为鉴定玉米籽类胡萝卜素含量的SNP标记。利用该SNP标记可用于培育富含维生素A的玉米自交系。

Description

玉米籽粒类胡萝卜素含量相关的SNP标记及其应用
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及玉米籽粒类胡萝卜素含量相关的SNP标记及其应用。
背景技术
维生素A是正常生长发育、机体免疫等所必需的。维生素A摄入不足可导致维生素A缺乏症(VAD)，其特征为夜盲症、细胞分化受损、抗感染能力降低、贫血和免疫功能低下，甚至死亡。维生素A是脂溶性醇类物质，主要在动物体内合成。植物并不直接含有维生素A，而是以维生素A源-类胡萝卜素的形式存在，维生素A源能在人体内转变为具有生理活性的维生素A，从而补充人体所需的维生素A含量。玉米作为主要粮食作物，玉米籽粒中主要的类胡萝卜素有α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、β-隐黄质，并且这些组分具有较高的遗传力，且变异广泛，因此针对玉米进行维生素A源生物强化是最合适的解决方案。
玉米籽粒中类胡萝卜素的含量测定通常采用高效液相色谱法(HPLC)，该方法成本高，劳动密集。因此，对玉米籽粒类胡萝卜素含量相关性状进行全基因组关联分析，开发籽粒类胡萝卜素相关的分子标记，为快速选择高维生素A源玉米种质提供高效便捷的筛选工具。加速玉米类胡萝卜素生物强化育种项目的遗传改良工作，解决维生素A缺乏症问题，助力人民生活健康发展。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种玉米籽粒类胡萝卜素相关的SNP标记，其可用于玉米籽粒类胡萝卜素含量的检测，以及玉米育种，特别是培育富含类胡萝卜素的玉米自交系的育种。
一种玉米籽粒类胡萝卜素含量相关的SNP标记位于玉米2号染色体168082105bp的位置。
在其中一些实施例中，168082105bp的位置基因型为AA。
在其中一些实施例中，168082105bp的位置基因型为TT。
本发明的另一目的是提供一种玉米籽粒类胡萝卜素含量的检测方法。
一种玉米籽粒类胡萝卜素含量的检测方法，通过对玉米2号染色体168082105bp位置的基因型进行检测来鉴定玉米籽粒类胡萝卜素含量。
在其中一些实施例中，168082105bp的位置基因型为AA时，玉米籽粒类胡萝卜素含量较低。
在其中一些实施例中，168082105bp的位置基因型为TT时，玉米籽粒类胡萝卜素含量较高。
在其中一些实施例中，所述检测方法是直接测序、特异性探针杂交法、特异性引物延伸法或PCR法等方法中任一种。
本发明的另一个目的是提供一种检测玉米籽粒类胡萝卜素含量的试剂盒。
一种检测玉米籽粒类胡萝卜素含量的试剂盒，包括检测玉米2号染色体168082105bp位置的基因型的试剂。
优选的，所述的试剂盒应用于直接测序、特异性探针杂交、特异性引物延伸或PCR检测。
本发明的另一个目的是提供上述的检测方法和上述的试剂盒在检测玉米籽粒类胡萝卜素含量中的应用。
本发明的另一个目的是提供上述的检测方法和上述的试剂盒在培育富含类胡萝卜素玉米自交系中的应用。
本发明的另一个目的是提供一种提高玉米类胡萝卜素含量的育种方法，其包括如下步骤：对玉米样品中位于2号染色体168082105bp位置的SNP标记进行基因型检测，选择基因型为TT的玉米样品进行育种。
本发明具有以下有益效果：
本发明人发现，在玉米2号染色体168082105bp位置的基因型，其与玉米品种籽粒类胡萝卜素含量高度相关，其中SNP基因型为AA时籽粒类胡萝卜素含量较低，SNP基因型为TT时籽粒类胡萝卜素含量较高，该位置的基因型可以作为玉米籽粒类胡萝卜素含量的SNP标记。该SNP可用于培育富含类胡萝卜素含量的玉米自交系。
附图说明
图1为β-隐黄质、β-胡萝卜素的GWAS分析曼哈顿图。
图2为不同基因型样本的类胡萝卜素含量分布的箱型图，图中βcaro为β-胡萝卜素；βcryp为β-隐黄质。
具体实施方式
下面是本发明具体的实施示例。需要指出的是，这些实施例仅仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。在本发明的思路和范围下对实施方案的细节和形式进行的修改和替换均落入本发明的保护范围内。
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的实验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂。
实施例1
1、研究方法
(1)表型测定
本发明人于2021年在中国广东江门市种植244份玉米自交系关联群体种质资源(由中国农业大学赖锦盛教授实验室提供)，采用高效液相色谱法检测不同自交系籽粒内的β-隐黄质和β-胡萝卜素2种主要的类胡萝卜素组分含量。
(2)基因型鉴定
对244玉米自交系提取DNA，并进行高通量测序，过滤掉测序得到的reads的接头和低质量reads后，利用bwa软件比对到B73玉米参考基因组(B73 RefGen_v4)，最后用GATK软件提取SNP信息，获得每个自交系的基因型。
(3)全基因组关联分析(GWAS)
利用tassel5软件计算自交系间的亲缘关系kinship矩阵。利用admixture软件计算群体结构(K值为4)，最后利用tassel5的混合线性模型(MLM)进行GWAS分析，获得每个SNP位点的p值。
2、研究结果
(1)玉米关联群体籽粒类胡萝卜素含量表型分布
本发明的研究检测玉米自交系籽粒内的β-隐黄质和β-胡萝卜素2种主要的类胡萝卜素组分含量，对玉米类胡萝卜素进行定性和定量分析(表1)。
表1类胡萝卜素相关性状表型数据分析
(2)全基因组关联分析
结合已得到的上千万个SNP标记以及玉米籽粒类胡萝卜素含量数据(表2)，采用全基因组关联分析方法，本发明人鉴定到位于玉米2号染色体168082105bp位置的SNP标记与玉米自交系籽粒类胡萝卜素含量显著关联(图1；表3)，该位点位于基因间区，等位基因型为AA和TT。其中基因型为AA的玉米自交系类胡萝卜素含量较低，基因型为TT的玉米自交系类胡萝卜素含量较高(图2；表2)。
表2样品测得的类胡萝卜素各组分含量
注：βcaro为β-胡萝卜素；βcryp为β-隐黄质。
表3 2_168082105bp位置结果描述
注：βcaro为β-胡萝卜素；βcryp为β-隐黄质。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.玉米籽粒类胡萝卜素含量相关的SNP标记在玉米育种中的应用，所述的SNP标记位于玉米2号染色体168082105bp的位置。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述育种是培育富含类胡萝卜素的玉米自交系。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述玉米2号染色体168082105bp位置的基因型为AA时，玉米籽粒类胡萝卜素含量较低；所述玉米2号染色体168082105bp位置的基因型为TT时，玉米籽粒类胡萝卜素含量较高。
4.一种玉米籽粒类胡萝卜素含量的检测方法，其特征在于，通过对玉米2号染色体168082105bp位置的基因型进行检测来判断玉米籽粒类胡萝卜素含量。
5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述玉米2号染色体168082105bp位置的基因型为AA时，玉米籽粒类胡萝卜素含量较低；所述玉米2号染色体168082105bp位置的基因型为TT时，玉米籽粒类胡萝卜素含量较高。
6.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括直接测序、特异性探针杂交法、特异性引物延伸法或PCR法。
7.一种检测玉米籽粒类胡萝卜素含量的试剂盒，其特征在于，包括检测玉米2号染色体168082105bp位置的基因型的试剂。
8.权利要求4-6任一项所述的检测方法或权利要求7所述的试剂盒在检测玉米籽粒类胡萝卜素含量中的应用。
9.权利要求4-6任一项所述的检测方法或权利要求7所述的试剂盒在培育富含类胡萝卜素玉米自交系中的应用。
10.一种提高玉米类胡萝卜素含量的育种方法，其特征在于，包括如下步骤：对玉米样品中位于2号染色体168082105bp位置的SNP标记进行基因型检测，选择基因型为TT的玉米样品进行育种。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114480716A (zh) * 2022-03-04 2022-05-13 广东省科学院南繁种业研究所 一种与玉米籽粒颜色相关的分子标记及其应用
CN114480717A (zh) * 2022-03-04 2022-05-13 广东省科学院南繁种业研究所 玉米籽粒颜色相关的InDel标记及其应用

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Non-Patent Citations (1)

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Title
WILLY B. SUWARNO等: "Genome‑wide association analysis reveals new targets for carotenoid biofortification in maize", vol. 128, 31 December 2015 (2015-12-31), pages 851 *

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