[发明专利]玉米单基因精细定位时高效筛选F2和BC1F1群体的新策略

说明书

技术领域

本发明属于玉米基因图位克隆领域，具体涉及一种玉米单基因精细定位时高效筛选F₂群体和BC₁F₁群体的新策略。

背景技术

基因定位是在明确突变表型的前提下，利用分子标记将突变基因精确定位在染色体的某一位置上。目的基因的精细定位是最艰苦也是最耗时的限速步骤。利用突变体和野生型个体杂交构建有效的分离群体(F₂或BC₁F₁群体)是基因精细定位的首要条件，定位群体越大，在粗定位区段内获得的交换单株越多，就越利于基因的精细定位。所以，构建足够大的定位群体是基因精细定位的重要保障。尤其对于玉米来说，因为玉米基因组非常大(2300Mb，是拟南芥基因组的20倍，是水稻基因组的5倍，是高粱基因组的3.5倍)且富含重复序列(85％的碱基是重复序列)，所以玉米的基因组结构非常复杂，构建和筛选足够大的分离群体对玉米基因的精细定位更为重要。

对于玉米基因的精细定位，传统的方法是先鉴定单株表型再用分子标记(M)鉴定单株基因型，首先基于已构建的F₂和BC₁F₁分离群体(群体构建策略见图1)，在大田中大面积种植定位群体，等到植株成熟后鉴定单株表型。通过分析F₁代配子的基因型(图2)，得到F₂群体和BC₁F₁群体的基因型分布(图3A，图4A)。然后，将单株的表型和基因型对应起来，选出群体中的交换单株(图3A，图4A)。这种策略需要我们在大田中大面积种植定位群体，待植株成熟后再鉴定表型，这期间需要消耗大量的人力、物力和财力，而且由于旱涝灾害、大风、病害等环境条件不可控，极易造成植株的大量损失而无法获得预期的群体规模，存在较大风险。

另外，对几万单株的大群体进行表型鉴定，工作量巨大而且很容易导致表型鉴定错误。尤其是对于玉米雄性育性的鉴定，由于玉米雄穗的花粉成熟及散粉都发生在较短的时期内，这就要求我们在几天内完成几万单株的育性鉴定，这样就很难保证表型鉴定的准确性。而且，由于大群体内单株的发育时期参差不齐，很难避免因表型鉴定时期不合理而导致的表型鉴定失败。

发明内容

为应对玉米基因精细定位传统策略中存在的难题，本发明提供一种高效筛选F₂和BC₁F₁大群体的新策略，该策略先通过鉴定单株基因型筛选出交换单株，然后再鉴定交换单株的表型。该策略只需培育交换单株，省去了大规模培育几万株群体所需的大量人力、物力和财力；更重要的是，该策略只对交换单株进行表型鉴定，不仅省去了对几万单株的大群体进行表型鉴定所需的巨大工作量，还能提高表型鉴定的准确性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：首先基于已构建的F₂和BC₁F₁分离群体(群体构建策略见图1)，在温室对定位群体进行高密度育苗并对幼苗进行编号，然后取幼苗叶片提取基因组DNA用于基因型鉴定。下一步，基于目的基因(G)粗定位的结果，在粗定位区间两端各选一个共显性分子标记(A、B)，对每个单株进行基因型鉴定。根据F₁代配子的基因型(图2)，分析得到F₂和BC₁F₁群体的基因型分布(图3B、图4B)。根据单株的基因型鉴定结果，结合F₂和BC₁F₁群体中交换单株的基因型(图3B和图4B中加粗部分所示的基因型为交换单株)，挑出群体中的交换单株，将其幼苗移栽至大田继续培育，然后根据突变性状的特点选取合适的时机对交换单株进行表型鉴定。最后，将交换单株的表型和基因型对应起来(参照图3B、图4B)，判断该交换单株发生交换的方向，继而利用筛选出的交换单株对目的基因进行进一步精细定位。

本发明的有益效果是，不需要在大田中大规模培育几万株群体，不需要对几万单株的群体进行表型鉴定，可以节省大量的人力、物力、财力，还能提高表型鉴定的准确性。另外，无论是F₂群体还是BC₁F₁群体，该发明的新策略与传统方法中鉴定出交换单株的比率相当，所以该发明对鉴定出交换单株的比率并无影响。

附图说明