[发明专利]玉米ae基因的分子标记及其获得方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于分子标记育种技术领域，具体涉及一种玉米ae基因的分子标记及其获得方法与应用。

背景技术

玉米是世界第三大粮食作物，它作为工业原料最主要的成份是淀粉，由于玉米淀粉加工不受季节限制，淀粉质量较好，所以世界淀粉市场的81.8％(质量百分比)均为玉米淀粉。玉米淀粉是直链淀粉(amylose)和支链淀粉(amylopectin)的混合物。其含量分别为22％(质量百分比)和78％(质量百分比)左右。其中，直链淀粉在工业上用途较为广泛，在食品、医疗、纺织、造纸、环保等诸多领域都有着巨大的应用价值。目前，我国所需的直链淀粉主要依赖进口，但其价格昂贵，是普通淀粉的16倍，约2000-2500美元/吨，这样每年花去大量外汇。

高直链淀粉玉米研究的真正突破是发现ae(amylose extender)基因突变体，含ae基因玉米胚乳的直链淀粉含量大大提高，ae基因纯合体加上其修饰基因，可以使玉米籽粒的直链淀粉含量达到50％-80％。目前，传统育种技术主要是通过回交和自交交替进行的方法来获得高直链淀粉自交系。控制玉米直链淀粉含量的ae基因为隐性单基因遗传的胚乳突变基因，由于含有ae基因的玉米品种糖份向淀粉转化的减少，由ae基因决定的胚乳会呈现无光泽，玉米籽粒会呈现一定程度的皱缩现象，传统的方法只能在其成熟期收获玉米籽粒后，依靠以上表现型来筛选高直链淀粉玉米自交系，这主要依靠育种家的经验，具有很大不稳定性，选育存在不精确性，所以其筛选效率较低；同时传统的选育方法首先要将选育品种的回交一代自交，然后在分离的自交后代中选择带有目标性状基因的后代继续回交，每2个世代才能完成一次回交，并且由于筛选效率低，经常要通过增加中选单株数来确保能够选择到符合要求的单株，继续选择的工作量大，会耗费大量的人力、物力，育种周期较长。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的问题，提供一种玉米ae基因的分子标记及其获得方法和应用；以提高高直链淀粉玉米品种的筛选效率，缩短育种周期。

本发明方法采用如下技术方案：

一种玉米ae(amylose extender)基因的分子标记，是用下列碱基组成的标记引物序列：

上游引物5′-TCATCTTCTCACATTGGTCTTCC-3′，

下游引物5′-GCTGTGCTATGGCCATGTTTAT-3′，自高直链淀粉玉米基因组DNA中扩增出来的核苷酸序列，片段大小为474bp，记为ae474标记。

一种玉米ae(amylose extender)基因的分子标记获得方法，根据玉米淀粉分支酶(ae)基因设计测序引物，以一种高直链淀粉玉米品种和一种普通玉米品种的基因组DNA为模板，利用PCR技术分别扩增高直链淀粉玉米ae突变基因及对应的普通玉米的等位Ae基因，将所得DNA片段回收、测序，得到全长序列，并进行序列比对；根据序列比对结果，在两者之间差异处设计引物，筛选出与ae基因紧密连锁的显性分子标记，其中，以在高直链淀粉玉米ae基因第9和第10外显子之间，高直链淀粉玉米ae基因中第7424-7428bp碱基处设计上述标记引物扩增高直链淀粉玉米基因组DNA，可以获得长度为474bp的片段，所述

片段即为玉米ae基因紧密连锁的显性分子标记，记为ae474标记。

所述PCR扩增DNA基因反应程序为：94℃预变性5分钟；94℃变性30秒，52℃退火30秒，72℃延伸30秒，共35个循环；35个循环过后，35个循环后，再进行72℃温度下延伸10分钟。

一种玉米ae(amylose extender)基因的分子标记的应用，其方法是利用上述标记引物对待测玉米样品DNA进行PCR扩增，若可特异性扩增得到一条474bp大小的条带，即可判定该玉米品种中含有ae基因。

由于本发明筛选出的显性分子标记同玉米ae基因紧密连锁，所以与背景技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明能专一性地识别高直链淀粉玉米ae基因，可用于高直链淀粉玉米的品种选育，通过检测该分子标记可以准确地筛选出含有ae基因的玉米植株，大大提高了含有ae基因植株的选择效率。

2、本发明可进行高直链淀粉玉米的分子标记辅助育种，利用本发明筛选出的标记在苗期就可以筛选出含有ae基因的玉米植株，将自交-回交交替进行变为连续回交，大大减少了工作量，缩短了高直链淀粉玉米品种的选育周期，加快了育种进程。

附图说明

图1本发明用CTAB法提取的玉米叶片基因组电泳检测图。