[发明专利]与玉米穗行数相关的SNP分子标记及其应用

说明书

与玉米穗行数相关的SNP分子标记及其应用属于作物遗传育种分子标记技术领域，本发明具体涉及玉米第7号染色体上两个穗行数性状相关的SNP分子标记及应用，即chr7:179016330位点和Chr7:27572145位点。该SNP分子标记是从玉米自交系群体的全基因组关联分析中得到，其核苷酸序列分别如：SEQ ID N01和SEQ ID N02所示，本发明的SNP分子标记可用于分子育种过程中玉米穗行数性状的辅助选择，能提高选择的准确性、加快育种的进程。

技术领域

本发明属于作物遗传育种分子标记技术领域，具体涉及与玉米穗行数相关的SNP分子标记及其应用。

背景技术

玉米的产量高、用途广是我国重要的粮食、饲用、能源及经济作物。穗行数是玉米产量的主要构成因子，与玉米的产量高低关系密切。先玉335穗行数16-18行，郑单958穗行数14-16行，所以优良的玉米品种都需要较多的穗行数作为籽粒产量的保障。穗行数是一个比较典型的多基因控制的数量性状，同时它的广义和狭义遗传力都比较高，说明其中有对性状贡献较大的主效基因在发挥作用。目前通过QTL定位和候选基因法已经确定了一些与穗行数相关的QTL区域及候选基因。例如，转录调节因子silky3的异位表达导致玉米花序分生组织的多效性和性别决定缺陷，半显性突变体silky3在花序发育过程中表现出多效性缺陷，包括分生组织和花器官的确定性和同一性的丧失，以及雄穗小花的性转化。KRN1(kernel rownumber 1)是一种与小麦关键驯化基因Q的产物同源的AP2结构域蛋白，增加KRN1在两个玉米突变体中的表达，可以增加小穗对的分生组织数目，导致籽粒行数的增加。KRN4可以增加穗行数进而提高玉米籽粒的产量，KRN4是位于SBP-box基因(Unbranched3，UB3)下游60Kb基因间区的一段约3Kb的序列，它可以调节UB3的表达。

但是QTL定位的区域一般跨度很大，通常会有几个厘摩(centimorgan，cM)，定位的区域中包括大量的候选基因，基因的精细定位较困难。候选基因法是根据已有的生命科学背景知识，直接从已知或潜在的基因库中挑选出可能对该性状有影响的基因，但它的缺点是不能识别新的基因。近年来，随着高通量测序技术的不断发展，测序速度的提高与测序成本的降低，使得基于SNP的全基因组关联分析(Genome-wide Association Study，GWAS)广泛应用于作物重要农艺性状遗传位点的检测，单核苷多态性(SNP)在玉米基因组中广泛存在，可以满足GWAS对于大样本、高密度标记的要求。与传统的QTL相比，GWAS具有更高的分辩率，可以更准确的识别和定位新的基因。

囊泡运输是细胞内物质运输的一种重要形式，Exocyst复合体(Exocyst complexcomponent)介导了分泌囊泡与靶标质膜的识别过程。植物细胞和组织依赖靶向胞吐，这也意味Exocyst复合体参与了细胞的极性生长和形态建成等多种重要的细胞生物学过程，包括胞质分裂、质膜蛋白质循环、细胞壁的形成、受精、胁迫和生物相互作用(包括防御病原体)。SEC8是构成Exocyst复合体的一个亚基，拟南芥中SEC8基因突变导致花粉管极性生长缺陷，形成粗短的花粉管，进而导致雄性不育。纤维素是植物细胞壁的主要成分，纤维素是由质膜上的纤维素合酶复合体(cellulose synthase complex，CSC)催化葡萄糖的β-1，4-糖苷键的连接而形成的一种线性多聚葡聚糖大分子。CSC至少由18个纤维素合成酶亚基(cellulose synthase，CS)构成，这些亚基由CS基因家族编码。但是各个亚基是如何组装成纤维素合酶复合体的，其机制与质量调控不清楚，我们对于纤维素的合成也知之甚少。