[发明专利]玉米茎腐病抗性相关SNP分子标记开发及其应用

说明书

本发明提供了玉米茎腐病抗病基因相关SNP分子标记开发及其应用。本发明对玉米禾谷镰刀菌茎腐病抗病基因ZmCCT在多个抗病和感病玉米自交系中的DNA序列进行差异比较分析，发现在该基因的编码区抗感材料间存在一个稳定的SNP位点，其多态性为A/G，该SNP分子标记可由SEQ ID NO.1‑3所示的引物通过KASP平台进行检测。本发明的SNP分子标记可用于检测玉米禾谷镰刀菌茎腐病抗病基因ZmCCT，鉴定待测玉米是否具有禾谷镰刀菌茎腐病相关基因，用于进行分子标记辅助育种，在玉米种质资源改良与育种技术领域应用前景良好。

技术领域

本发明涉及作物分子标记辅助育种技术领域，特别是涉及玉米ZmCCT基因与玉米禾谷镰刀菌茎腐病抗性相关SNP分子标记开发及其应用。

背景技术

玉米茎腐病是一种毁灭性的土传病害，在世界主要玉米种植区均有发生。从1980年开始，该病在我国各玉米产区相继发生，一般年份发病率为10-20％，个别年份和地区可达50％以上；一般减产25-30％，严重时甚至绝收。茎腐病不但会造成大幅减产，还会严重降低玉米品质和因茎秆破损倒伏而带来收获问题。由于玉米茎腐病病原种类多，发病原因复杂，故应采取选育抗病品种的农业手段为主，其他防治手段为辅的综合防治策略。采用常规育种的方式选育抗病品种，存在目标性状选择效率低、选育周期长的问题，已不能满足当前玉米生产对优良品种的需求。分子标记作为常规育种的辅助手段，弥补了常规抗病育种中的诸多不足。针对禾谷镰刀菌茎腐病，中国农业大学徐明良教授课题组以1145为抗原，挖掘定位并克隆了抗病相关基因ZmCCT。研究表明，ZmCCT对病原菌的侵染响应与上游2.4kb位置转座子TE1密切相关。不含TE1插入的ZmCCT等位基因，能够快速、瞬时响应病原菌的侵染，从而使植株在田间对茎腐病表现为抗性。而含有TE1插入的ZmCCT等位基因，病原菌侵入时却处于“沉默”状态，最终表现为感病。前人根据TE1序列的插入或缺失，开发出利用PCR扩增琼脂糖检测的分子标记，但还未有针对抗病相关基因ZmCCT开发的共显性标记。围绕该基因，开发基于LGC-KASP平台的SNP功能标记，对禾谷镰刀菌茎腐病的高效分子育种具有重要意义。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供与玉米茎腐病抗病基因相关的SNP分子标记，及扩增该分子标记的特异性引物。

本发明的第二个目的是提供上述SNP分子标记的应用。

根据公开的茎腐病抗性相关基因ZmCCT序列信息(LOCUS NC_024466)可知，ZmCCT编码区的上游序列具有一定的多态性，而下游相对保守。因此在该区域设计扩增引物。引物序列如下：

CCT-Ex1F CCTGCACGAGTTCCAGTTCT

CCT-Ex1R GGCGTACCAAACGTACATGC

分别以1145、京92、京2416、京17、京27和SK1098的基因组DNA为模板，利用上述引物进行目的片段的PCR扩增，将扩增产物进行1％琼脂糖凝胶电泳检测。结果显示，经PCR扩增编码区域获得了长度约为800bp的片段。回收纯化扩增产物，将其连接到T载体上，挑单克隆送北京天一辉远生物科技有限公司进行测序鉴定。

基于抗病自交系1145、感病自交系京92、京2416、京17、京27和SK1098在ZmCCT基因编码区的测序结果，利用CLUSTAL X1.83进行序列比对，发现在编码区存在一个碱基变异A/G，该碱基变异在抗病自交系1145与5个感病自交系中均稳定存在。利用此SNP位点，基于LGC-KASP平台设计共显性SNP分子标记，用于检测玉米茎腐病抗病基因ZmCCT。

具体来说，本发明提供的与玉米茎腐病抗病基因ZmCCT共显性的SNP分子标记，位于玉米ZmCCT基因编码区域的如SEQ ID NO.4所示序列的第68bp位，多态性为A/G。为方便描述，本申请将玉米ZmCCT基因编码区域中的此SNP分子标记命名为CCT-C2。