[发明专利]一种玉米叶黄化基因oy2以及与其连锁的InDel分子标记和应用

说明书

本发明公开了一种玉米叶黄化基因oy2以及与其连锁的InDel分子标记和应用。该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，该基因在编码区第十三个外显子上发生一个单碱基突变，突变位点为G/A；并设计了用于检测与该基因连锁的InDel分子标记的引物对，引物对的具体序列如SEQ ID NO.3和4所示。本发明InDel分子标记与玉米叶片黄化调控基因oy2连锁紧密，可用于鉴定植株中是否含有玉米叶片黄化调控突变基因oy2，检测结果可靠、简单易行。

技术领域

本发明属于分子遗传学领域，具体涉及一种玉米叶黄化基因oy2以及与其连锁的InDel分子标记和应用。

背景技术

玉米是全球种植范围最广、产量最大的谷类作物，居三大粮食作物(玉米、小麦、水稻)之首。我国是玉米生产和消费大国，播种面积、总产量、消费量仅次于美国，均居世界第二位(李少昆等，2017)。但我国玉米单产远不及美国，因此，在有限的土地上提高玉米的产量极为重要，玉米的高产稳产对保障我国粮食安全具有极其重要的意义。

叶片是植物进行光合作用的主要场所，对干物质积累有重要影响，因此提高作物产量的关键是提高叶片的光能利用率，玉米叶色发生变化大多情况下会影响玉米的产量。研究表明，叶绿体是高等植物进行光合作用的主要细胞器。光合色素作为吸收光能的重要色素在光合反应中必不可少，主要包括叶绿素和类胡萝卜素和藻胆素三种类型，其中叶绿素是最重要的色素，导致叶色变化的主要原因是植物体内叶绿素合成、降解或叶绿体发育相关基因的发生突变，影响了叶绿素的生物合成和降解过程，导致叶片中叶绿素的含量发生变化，最终导致了叶色的变化。玉米叶色突变体表型明显，易于观察，已广泛应用于生产实践和科学研究中。除作为性状标记应用于新品种培育外，叶色突变体对于研究植物叶绿体发育、光形态建成等方面具有重要的作用。

基于玉米数据库(MaizeGDB)的结果显示，迄今为止已有大约200余个玉米叶色突变体基因被定位和克隆，大部分主要通过参与叶绿素的生物合成以及影响叶绿体的发育两个途径来调控叶色变异。利用玉米叶色突变体，部分叶绿素生物合成和参与叶绿体发育相关的基因也相继被克隆，包括ygl-1(Guan et al.2016)、yglm1(Wang et al.2014)、ygl3(Du et al.2018)、v-1(Miao et al.2016)、elm1与elm2(Shi et al.2013；Sawers etal.2004)、vyl-Chr.1与vyl-Chr.9(Zhang et al.2006)、tdy1与dty2(Braun et al.2006；Baker and Braun 2008)、zb7(Lu et al.2012)和SN62(Zhong et al.2015)等。其中，玉米中Oy1基因编码叶绿素生物合成过程中镁离子螯合酶亚基，该基因功能失活会导致玉米苗期叶片黄化，从而出现苗期黄化致死表型(Sawers et al.2006)；玉米hcf60-ml突变体编码一个叶绿体核糖体蛋白基因，它的突变导致叶绿体核糖体的大小亚基含量显著降低，使植物苗期白化表型(Schulters et al.2000)。尽管已有众多基因被克隆，但植物叶绿体的生物合成和发育是一个及其复杂的过程，受到核基因和自身质体基因组的共同调控，对玉米叶色调控基因的获得及对其调控机理的研究任重而道远。

由于玉米种质资源匮乏和自交系遗传基础狭窄，通过人工诱变方式获得突变体已被视作高效获得功能基因的方式，突变体作为一种遗传学研究的基本材料，是研究基因的生物学功能的理想材料。因此发掘新的玉米叶色突变体，克隆其调控基因对揭示叶绿素生物合成和叶绿体发育的分子机理以及玉米高光效育种实践具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种玉米叶黄化基因oy2以及与其连锁的InDel分子标记和应用，用本发明分子标记对带有叶片黄化基因oy2的材料进行鉴定，可以提高玉米黄化调控性状的鉴定效率，作为遗传标记应用于玉米分子育种等。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：