[发明专利]一种用于鉴定玉米糊粉层层数的CAPS标记及其检测方法

说明书

本发明公开了一种用于鉴定玉米糊粉层层数的CAPS标记及其检测方法，属于分子生物学技术领域。用于鉴定玉米糊粉层层数的SNP位点，位于玉米DEK48基因CDS序列第491位，SNP位点处的核苷酸为G或A；CAPS标记基于SNP位点开发。本发明提供一种快速、高准确率、高通量的用于鉴定dek48的突变位点的CAPS标记，以辅助该位点在玉米籽粒糊粉层改良中的应用，为玉米籽粒营养品质改良奠定了分子基础。

技术领域

本发明涉及分子生物学技术领域，更具体的说是涉及一种用于鉴定玉米糊粉层层数的CAPS标记及其检测方法。

背景技术

玉米是我国第一大粮食作物，也是重要的动物饲料和工业原料。籽粒胚乳是玉米主要的营养储存器官，约占籽粒重量80％以上。成熟的玉米胚乳主要包括淀粉胚乳、糊粉层、转移层和胚周围层四个部分。糊粉层位于禾谷类籽粒胚乳的最外层,是含有大量糊粉粒的立方形厚壁细胞。当种子萌发时，糊粉层接收激素信号产生淀粉酶和其它水解酶，分解胚乳中营养物质提供用于萌发的能量。此外禾谷类作物的糊粉层中积累了丰富的高质量蛋白、B族维生素和矿物质，是籽粒中极富营养成分的部分。小麦和玉米的糊粉层仅为一个细胞层，水稻胚乳包含一到三个细胞层，而在野生型大麦中是三个细胞层。关于糊粉层发育的调控机制研究表明，多水平的遗传调控控制着糊粉层细胞的命运、分化和组织，且许多基因参与这些过程。例如，DEK1(Defective kernel 1)是糊粉层发育的关键基因，它编码的蛋白具有21个跨膜区域，一个细胞外多肽环和一个半胱氨酸蛋白酶结构域，参与了糊粉层细胞特化及其命运维持，dek1突变体表现为糊粉层细胞缺失。玉米中的另一个基因Crinkly4(CR4)编码一个类受体激酶，能特异性地接受与糊粉层定位有关的信号，通过蛋白磷酸化级联反应，参与糊粉层细胞命运特化。突变体cr4与dek1在表型上非常相似，免疫生物学研究发现，DEK1与CR4蛋白均定位在质膜上的内吞泡上，CR4可能在DEK1的下游。与以上两个突变体不同，sal1(supernumerary aleurone layers 1)突变体具有多层糊粉层细胞，表明SAL1基因是糊粉层细胞发育的负调控因子。SAL1基因编码E类液泡分选蛋白，参与膜泡运输，研究表明该蛋白也定位在内吞膜泡上，并且位于上游负调控CR4和DEK1基因。此外，THK1(Thick aleurone1)也参与糊粉层细胞层数的负调控，位于DEK1的下游。众多研究提出解释糊粉层细胞命运特化的可能模型，即DEK1基因接受并传导定位信号给下游的CR4，CR4将信号传递给糊粉层前体细胞，促进糊粉层细胞特化。上游的SAL1基因则通过核内体介导的再循环/降解来负调控质膜中DEK1和CR4蛋白的浓度。位于DEK1下游的负调控基因THK1受到DEK1的抑制，将糊粉层的分化限定在了胚乳的最外层细胞。综上所述，国内外对于玉米籽粒糊粉层发育的研究已经取得了一定的进展，然而糊粉层分化发育调控机制较为复杂，目前仍缺乏可应用于增厚玉米糊粉层以提高玉米营养价值的基因。基于此，进一步挖掘糊粉层发育调控基因具有重要意义。

因此，提供一种用于鉴定玉米糊粉层层数的CAPS标记及其检测方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于鉴定玉米糊粉层层数的CAPS标记及其检测方法。

在前期研究中，发现了一个EMS诱变产生的玉米籽粒发育缺陷突变体dek48，该突变体表现为籽粒发育迟缓，成熟籽粒胚和胚乳变小的表型(图1)。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于鉴定玉米糊粉层层数的SNP位点，所述SNP位点位于玉米DEK48基因CDS序列第491位；所述SNP位点处的核苷酸为G或A。

进一步，一种用于鉴定玉米糊粉层层数的CAPS标记，所述CAPS标记基于所述的SNP位点开发。

进一步，用于鉴定玉米糊粉层层数的CAPS标记，利用特异性引物CAPS491-F和CAPS491-R扩增得到；

所述CAPS491-F和CAPS491-R的引物序列如下：