[发明专利]玉米穗行数相关基因GRMZM2G098557的SNP分子标记及应用

说明书

本发明提供了玉米穗行数相关基因GRMZM2G098557的SNP分子标记及应用，该SNP标记为2个，所述标记分别位于玉米基因组Chr4:199959357bp和Chr4:199959358bp的位置，侧翼序列如SEQ ID No.1所示。2个SNP分子标记与玉米穗行数相关基因显著相关，第一SNP位点基因型为A/A的玉米自交系材料的穗行数高于位点基因型为G/G的玉米自交系。第二SNP位点基因型为G/G的玉米自交系材料的穗行数高于位点基因型为A/A的玉米自交系。本发明的分子标记可用于玉米辅助育种，加速玉米高产创制与新品种选育进程。

技术领域

本发明属于分子遗传学领域，涉及与玉米穗行数性状相关的分子标记，具体涉及玉米第4号染色体上GRMZM2G098557基因的两个与玉米穗行数显著关联的SNP标记、扩增其的引物对以及该标记的应用。

背景技术

玉米是我国目前第一大粮食作物，也是重要的工业原料和能源作物。持续提高玉米产量是确保我国粮食安全、经济快速发展的重要保障。随着我国耕地面积不断减少，通过提高玉米单产从而提升玉米产量是目前生产上最有效的途径。玉米单产量主要由穗行数、行粒数和百粒重决定，因此提高玉米穗行数是提高玉米单产的主要途径之一。

研究和生产实践表明，穗行数是玉米重要的产量构成因素，与玉米产量呈显著正相关。在玉米的驯化和遗传改良过程中，穗行数受到强烈的选择。作为重要的数量性状，穗行数受到微效多基因位点的控制，同时穗行数的发育是玉米花序发育的重要环节，受花序发育相关基因的调控。在玉米产量的三个主要构成因子中，不同品种的行粒数和百粒重受外界环境条件的影响较大，而由于穗行数是在雌穗分化过程中决定的，因此，其遗传力较高且受外界环境条件影响较小，对保证玉米产量具有重要作用。尽管在玉米穗行数基因挖掘方面已取得了一些进展，但整体上仍相对缓慢，且目前已克隆的玉米穗行数相关基因大多来自突变体研究，而利用图位克隆方法获得、对育种实践具有较高利用价值的关键基因挖掘工作仍然很少。

全基因组关联分析(GWAS)是一种在自然群体中基于连锁不平衡(LD)鉴定表型性状与遗传标记之间关系的分析方法，是挖掘优良等位基因的有效途径。目前随着基因测序技术、生物信息学的高速发展，全基因组关联分析成为挖掘和剖析玉米穗行数性状相关基因及其遗传基础的最有效的方法之一。玉米遗传学家在全基因组水平上挖掘玉米穗行数相关基因、开发功能标记、加快高产玉米的定向遗传改良。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一组与玉米穗行数性状相关基因GRMZM2G098557的SNP分子标记，所述SNP标记与玉米穗行数显著相关。

本发明的第二个目的是提供扩增所述SNP分子标记的引物对。

本发明的第三个目的是提供所述SNP分子标记的应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：收集了中国、美国、墨西哥等地的温带、热带、亚热带玉米自交系310份，作为本研究的关联群体，结合该关联群体的穗行数表行数据和SNP基因型数据，运用R语言中FarmCPU包来进行全基因组关联分析，结果发现，其位于玉米基因组Chr4:199959357bp(基因组版本为Maize B73RefGen_v3)的SNP分子标记与玉米穗行数显著相关，为第一SNP分子标记。并且从扩增测序发现位于玉米基因组Chr4:199959358bp(基因组版本为Maize B73RefGen_v3)的SNP分子标记与关联分析结果SNP标记紧密连锁，与玉米穗行数显著相关，为第二SNP分子标记。

所述第一SNP标记的等位基因为A和G，在供试自交系中有A/A和G/G两种纯合基因型，第二SNP分子标记的等位基因为A和G，在供试自交系中有A/A和G/G两种纯合基因型，有共同侧翼序列如SEQ ID NO.1所示。

所述SNP标记与玉米穗行数显著相关，第一SNP位点基因型为A/A的玉米自交系材料的穗行数高于位点基因型为G/G的玉米自交系。第二SNP位点基因型为G/G的玉米自交系材料的穗行数高于位点基因型为A/A的玉米自交系。