[发明专利]玉米第4号染色体雄性不育相关基因的分子标记及其应用

说明书

本发明公开了玉米第4号染色体雄性不育相关基因的分子标记及其应用。本发明提供了检测玉米基因组中Zm00001d053895@243,231,250位点基因型的物质在鉴定或辅助鉴定玉米育性中的应用；所述Zm00001d053895@243,231,250位点为序列1第20位；所述Zm00001d053895@243,231,250位点基因型为CC或TT或TC。本发明在玉米自交系中首次发现控制核雄性不育的隐性单基因Zm00001d053895，并且根据该基因上的SNP位点的基因型鉴定玉米的育性，该位点的基因型为培育或者筛选雄性不育育种资源创造了基础。

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其涉及一种玉米第4号染色体雄性不育相关基因的分子标记及其应用。

背景技术

玉米作为应用杂种优势最成功的作物之一，其产量在世界范围内有了显著的提高。 人工去雄是避免母株自花授粉的传统方法，但这种方法不仅费时费力，而且也不经济。更重要的是，由于上部叶片的损伤，这种方法可能导致杂交种的产量下降。因此，利 用雄性不育系是玉米杂交种生产中最可行的选择之一。

细胞质雄性不育(CMS)是由细胞核与线粒体相互作用引起的，在作物杂交生产 中得到了广泛的应用。不同类型的CMS存在育性恢复、遗传多样性差和对某些疾病 的感染性增加等问题，在一定程度上限制了其应用。因此，在杂交种生产中需要更实 用的方法。

由细胞核基因控制的核雄性不育(GMS)能够解决与细胞质雄性不育相关的所有实际生产问题，因此已有大量研究围绕鉴定玉米中细胞核基因控制的核雄性不育 (GMS)的调控基因展开并取得了一定成果。迄今为止，研究人员已经发现了数百个 玉米GMS突变体，有17个GMS基因被克隆和鉴定。这些基因在玉米花药中从减数 分裂前到减数分裂后的不同发育阶段中起着重要作用，包括孢原细胞形成、花药体细 胞分裂、绒毡层发育、花粉母细胞减数分裂、花粉形成和花药开裂。已经证实，大多 数已鉴定的GMS基因作为转录因子或参与脂多糖代谢和其他过程，从而与绒毡层或 小孢子发育相关。在拟南芥中，DYT1-TDF1-AMS-MS188-MS1的遗传途径和相关的 调控网络已经被证实介导绒毡层的发育。AMS基因编码bHLH转录因子可以直接调控 多个调节花粉壁形成的靶点，如MS188、EXL5、TEK等。其突变体在酚类化合物积 累、孢粉素沉积和小孢子释放方面存在缺陷，表明其在复杂的调控花粉壁结构转录网 络中的中心作用。尽管人们对模式植物雄性生殖发育的遗传基础有了深入的了解，但 玉米中的这种转录途径仍然不清楚。

尽管GMS在各种种质中稳定且普遍存在，但在商业环境下难以通过自交产生大 量的雄性不育系。因此，人们已经开发了几种生物技术策略利用GMS进行玉米杂交 种的生产。例如，智能核不育技术(SPT)和多控制不育(MCS)系统已经通过利用 Ms45、ZmMs7、Ms30和ZmMs33等基因应用于玉米杂交种的生产。这些方法十分巧 妙地克服了利用GMS基因的困难。因此，研究我国优良种质中的新GMS基因，对我 国玉米依赖雄性不育生产的发展具有重要意义。京科968是我国玉米的主要品种之一， 累计种植面积超过600万公顷，具有高产、多抗、广适等优点。基于S型细胞质雄性 不育的三系系统已成功应用于京科968的商业化生产，但在回交群体中也发现育性不 稳定的现象，这可能危害种子纯度。然而，迄今为止，在其母本京724中还没有发现 GMS突变体，因此为京科968的商业化生产而建立基于生物技术的雄性不育系统的理 论基础仍然比较有限。

发明内容

本发明的一个目的是提供检测玉米基因组中Zm00001d053895@243,231,250位点基因型的物质的用途。

本发明提供的检测玉米基因组中Zm00001d053895@243,231,250位点基因型的物质在鉴定或辅助鉴定玉米育性中的应用；

所述Zm00001d053895@243,231,250位点为序列1第20位；

所述Zm00001d053895@243,231,250位点基因型为CC或TT或TC。