[发明专利]叶片卷曲分子标记及其在鉴定玉米叶片卷曲性状中的应用

说明书

本发明公开了叶片卷曲分子标记及其在鉴定玉米叶片卷曲性状中的应用。本发明公开的叶片卷曲分子标记为序列表中序列1的第69‑670位的核苷酸，玉米基因组DNA中对应于序列表中序列1所示的DNA片段含有序列表中序列1的第69‑670位的核苷酸或不含有序列表中序列1的第69‑670位的核苷酸。实验证明，本发明的叶片卷曲分子标记与玉米的叶片卷曲度相关，可用于玉米分子标记辅助育种。

技术领域

本发明涉及生物技术领域中，叶片卷曲分子标记及其在鉴定玉米叶片卷曲性状中的应用。

背景技术

几十年来，产量的提高一直是作物的主要育种目标之一。光合作用的改善是充分挖掘作物增产潜力的重要途径。叶片是作物光合作用的主要器官和干物质积累的主要来源。叶片功能，例如光合作用、呼吸作用和蒸腾作用，依赖于叶型或叶片的三维结构。卷叶是叶型和株型的关键组成部分，它可以改变群体的光照条件和光合效率。因此，卷叶性状是作物叶型遗传改良的目的之一。例如，在水稻中，叶片适度卷曲可以产生直立的叶冠和更高的光合效率，同时也可以通过减少蒸腾散失的水分和辐射热的吸收来改善应激反应，从而提高产量。

卷叶是一种复杂的数量性状，由多个基因控制。在水稻中，至少有17个卷叶突变体已经被报道，并且已经定位或克隆了超过70个控制卷叶性状的QTL/基因。泡状细胞是一类大的、薄壁的和高度液泡化的细胞，它成组的存在于水稻叶片的近轴表皮上的维管束之间。值得注意的是，水稻中已经克隆了23个卷叶基因，其中18个基因调控卷叶与泡状细胞有关。例如，Rice outermost cell-specific gene5(Roc5)，它是HD-Zip IV家族的成员，该基因的造成了泡状细胞的数量和大小的增加，从而导致叶片外卷。相反，Roc5的过表达导致叶片内卷。SEMI-ROLLED LEAF1(SRL1)编码一个假定的糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白，它的突变体在叶片近轴面的泡状细胞数目增多，从而表现出叶片内卷。OsZHD1(一个锌指同源域家族同源框转录因子)或它最近的同源物OsZHD2的过表达可以造成泡状细胞的数目增加和非正常排列，从而导致叶片外卷。因此，这些数据表明，泡状细胞的数目和大小的改变或者异位排列可以导致叶片的内卷或者外卷。

玉米(Zea mays L.)是主要粮食作物之一，也是重要的经济作物和饲料作物，它以独特的产量优势和广泛的适应性在世界各地大面积种植。在实践中，现代玉米育种的产量提高更依赖于较高的种植密度，其中冠层结构对密度耐受性具有重要影响。叶片卷曲可以减少遮挡，改善株型，增加种植密度，已被用于玉米育种中。例如，具有外卷叶片的商业玉米杂交种浚单20具有紧凑的株型，被广泛种植。到目前为止，已经报道了5个卷叶突变体，包括leafbladeless1(lbl1)突变体，rld1突变体，rlae突变体，蜡质玉米杂交种苏糯5670突变体和swl突变体。在这五个突变体中，已经有两个控制卷叶的基因被克隆，包括Lbl1和Rld1。Lbl1是一个SUPPRESSOROFGENE SILENCING 3蛋白质同源物，参与了叶片和叶状侧生器官中的近轴面细胞特性的限定，它的突变体由于完全丧失了近轴面细胞类型而显示叶片外卷表型。Rld1编码一个同源域-亮氨酸拉链家族III类(HD-ZIP III)蛋白，其近轴表达在空间上是由miRNA166在远轴侧介导的转录剪接来实现的。半显性的突变体Rolled leaf1-Original(Rld1-O)，在miRNA166互补位点存在单核苷酸替换，因此突变体转录本在远轴侧持续表达，从而导致叶片极性的近轴化或部分反转。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何鉴定玉米叶片卷曲性状。

为解决上述技术问题，本发明首先提供了叶片卷曲分子标记或检测所述叶片卷曲分子标记的物质在鉴定或辅助鉴定玉米叶片卷曲性状中的应用；所述叶片卷曲分子标记为序列表中序列1的第69-670位的核苷酸，玉米基因组DNA中对应于序列表中序列1所示的DNA片段含有序列表中序列1的第69-670位的核苷酸或不含有序列表中序列1的第69-670位的核苷酸。