[发明专利]玉米母本单倍体主效诱导基因及应用

说明书

本发明公开了一种玉米母本单倍体主效诱导基因及应用，还公开了诱导产生玉米母本单倍体的主效基因及其在双单倍体(DoubleHaploid,DH)育种中的应用。该基因编码磷脂酶(PLA)，其核苷酸序列为序列1。该基因在编码区发生突变后，在自交或作为父本与其他玉米材料杂交过程中具有母本单倍体诱导能力。本发明首次获得了该基因的系列等位突变，并通过自交和杂交证明了其母本单倍体诱导功能。母本单倍的获得对于单倍体育种(DH)及其相关研究中具有重要的理论和现实意义。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及玉米母本单倍体主效诱导基因及应用。

背景技术

玉米是世界上第一大作物，具有食用、饲用和工业加工等多方面用途。玉米的增产对于供应当前食用、饲用和工业加工需求具有十分重要的意义。在当前耕地面积逐渐减少的情况下，培育高产、多抗和广适的玉米杂交种是关键。玉米杂交种的育成依赖于优良自交系的选育。传统选育自交系的方法费时费力，常常需通过7代以上方能育成一个稳定的自交系。近年来，单倍体育种技术具有育种周期短、效率高、易于结合分子标记辅助育种方法等优点，已经逐渐成为选育玉米自交系的主要技术。目前，玉米中单倍体主要来源于玉米孤雌生殖诱导系的诱导，即Stock6或其衍生的诱导系作为父本，与其他材料杂交后产生的。由于大多数诱导系导入了R1-nj标记，因而可以使用胚和胚乳颜色标记进行玉米单倍体的鉴别。因而大大提高了玉米单倍体育种的效率。

由于诱导系通过生产孤雌生殖而产生母本单倍体的方法具有广泛的应用前景和价值，因此，全球多家科研单位对于Stock6及其衍生系诱导产生母本单倍体的遗传基础和生物学基础进行了大量的研究。结果表明，玉米孤雌生殖诱导能够产生玉米单倍体这一性状是可遗传的，并受到多个遗传位点的控制。(1999)等检测到2个控制诱导率性状的遗传位点，分别位于1号染色体和2号染色体。能够解释约17％的表型变异。Barrant等(2008)也检测到位于1号染色体的遗传位点，验证了前人研究的结果。Prigge等(2012)利用多个群体进行全基因组扫描，共发现8个控制诱导率的遗传位点，其中包括位于1号染色体1.04bin的主效遗传位点，并命名为qhir1。因此，位于qhir1是多个控制单倍体诱导率相关QTL中的效应最大、功能最为重要的QTL。董昕等(2014)对qhir1进行了精细定位，并成功将定位区间缩小至243Kb的范围。研究qhir1的候选基因对于新型诱导系的选育及孤雌生殖诱导系诱导产生单倍体的遗传学及生物学机理尤为重要，鉴于目前育种行业中单倍体育种技术利用的广泛性，该发明具有十分广泛的应用空间和市场前景。

发明内容

本发明的一个目的是提供玉米母本单倍体主效诱导基因，ZmPLA突变基因。

本发明提供的ZmPLA突变基因，其核苷酸序列为将野生ZmPLA基因核苷酸序列上进行插入或/和缺失或/和替换突变，得到序列；

所述野生ZmPLA基因核苷酸序列为序列1。

上述基因中，所述ZmPLA突变基因的核苷酸序列为如下1)-4)中任一种(下面对应实施例中的ZmPLA突变基因ZmHIR1-1、ZmHIR1-2、ZmHIR1-3、ZmHIR1-Stock6)：

1)为野生ZmPLA基因核苷酸序列第280位和281位之间插入T碱基，其他碱基不变，得到的序列；

2)为野生ZmPLA基因核苷酸序列第271位-281位碱基缺失，其他碱基不变，得到的序列；

3)为野生ZmPLA基因核苷酸序列第281位碱基G缺失，其他碱基不变，得到的序列；