CN105063201B - 玉米第9号染色体穗行数主效qtl的分子标记及其应用 - Google Patents

玉米第9号染色体穗行数主效qtl的分子标记及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种玉米第9号染色体穗行数主效QTL的分子标记及其应用。本发明还提供了一种用于鉴定或辅助鉴定玉米穗行数性状的引物对，为能够扩增得到以玉米基因组DNA为模板，采用序列1和序列2所示引物对进行PCR扩增所得的DNA片段的引物对，具体为由序列1和序列2所示的两条单链DNA组成的引物对。以玉米基因组为模板，采用该引物进行PCR扩增所得产物即为与玉米第9号染色体穗行数主效QTL紧密连锁的分子标记。实验证明，该玉米穗行数主效QTL的加性效应为0.9‑1.3行，可解释的表型变异为3.72％‑10.78％，该QTL与SSR标记jsr21051紧密连锁，jsr21051可有效用于苗期穗行数的选择，同时可用于玉米穗行数的分子标记育种，为玉米穗行数QTL的精细定位提供标记基础，加速玉米高产育种的进程。

Description

玉米第9号染色体穗行数主效QTL的分子标记及其应用
技术领域
本发明属于生物技术领域，涉及一种玉米第9号染色体穗行数主效QTL的分子标记及其应用。
背景技术
玉米是重要的粮食、饲料和经济作物，根据国家粮油信息中心公布的数字，2014年中国玉米播种面积达3620万公顷，成为我国第一大粮食作物，在我国农业生产和国民经济发展中占有越来越重要的地位。但随着人口的不断增加和耕地资源的不断减少，提高玉米单位面积籽粒产量仍是我国玉米生产上越来越迫切的任务。
在特定的种植密度下，单位面积的产量由玉米单穗籽粒产量与穗数组成，而单穗籽粒产量又由穗行数、行粒数和百粒重组成。可见，产量是一个非常复杂的性状，直接对产量性状进行遗传分析是一个非常复杂、困难的研究课题，而将产量性状分解成各个产量组成因子分别研究无疑是一个较好的选择。穗行数是一个重要的产量组成因子，与产量显著正相关，探明穗行数形成的遗传机理有助于阐明玉米产量性状形成的遗传机理。穗行数相关新基因的发掘，是研究其形成机制，实现高效常规和分子选择，提高育种效率和效果的关键。
经典数量遗传学研究表明，玉米穗行数是数量性状，与其他产量组成因子间存在复杂的相互作用；并且性状受多基因控制，基因间存在复杂的相互作用，且性状的表现容易受到环境的影响。Anederon早在1944年就强调：“穗行数便于准确计量，是一个研究数量性状的好模型”。穗行数易于统计的特点使早期的许多学者都以其为模型研究遗传规律。19世纪四十年代，Emerson选取一套穗行数都是12的玉米自交系，进行多年的种植，并进行材料间的单交、双交，发现穗行数性状既稳定又有变化。此后，研究者采用不同的世代、双列杂交等方法对玉米穗行数性状进行数量遗传分析。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种用于鉴定或辅助鉴定玉米穗行数性状的引物对。
本发明所提供的用于鉴定或辅助鉴定玉米穗行数性状的引物对，为能够扩增得到如下DNA片段的引物对：所述DNA片段是以玉米基因组DNA为模板，采用序列表中序列1和序列2所示引物对进行PCR扩增所得的DNA片段。
在本发明中，所述引物对具体由序列表中序列1和序列2所示的两条单链DNA组成。
所述引物对的制备方法也属于本发明的保护范围。
所述引物对的制备方法，包括将所述两条单链DNA分别单独包装的步骤。
本发明的第二个目的是提供一种用于鉴定或辅助鉴定玉米穗行数性状的试剂盒。
本发明所提供的用于鉴定或辅助鉴定玉米穗行数性状的试剂盒，含有所述引物对和如下中的至少一种：dNTP、DNA聚合酶和PCR扩增缓冲液。
所述试剂盒的制备方法也属于本发明的保护范围。
所述试剂盒的制备方法，包括将引物对和如下中的至少一种分别单独包装的步骤：dNTP、DNA聚合酶和PCR扩增缓冲液。
本发明的第三个目的是提供一种鉴定或辅助鉴定玉米杂交后代的穗行数性状的方法。
本发明所提供的鉴定或辅助鉴定玉米杂交后代的穗行数性状的方法，具体可包括如下步骤：
(a1)分别以玉米A、玉米B以及由所述玉米A和所述玉米B杂交而来的玉米杂交后代群体中的每个个体的基因组DNA为模板，采用所述引物对(序列1和序列2)分别进行PCR扩增，得到所述玉米A的PCR产物、所述玉米B的PCR产物以及所述玉米杂交后代群体中的每个个体的PCR产物；
所述玉米A的穗行数多于所述玉米B的穗行数；
(a2)将所述玉米A的PCR产物、所述玉米B的PCR产物以及所述玉米杂交后代群体中的每个个体的PCR产物分别进行电泳，根据电泳结果按照如下确定所述玉米杂交后代的穗行数性状：与所述玉米A的PCR产物的电泳条带的带型相同的所述玉米杂交后代的穗行数多于或候选多于与所述玉米B的PCR产物的电泳条带的带型相同的所述玉米杂交后代。
本发明的第四个目的是提供一种从玉米杂交后代群体中获得穗行数相对较高的个体的方法。
本发明所提供的从玉米杂交后代群体中获得穗行数相对较高的个体的方法，具体可包括如下步骤：
(b1)分别以玉米A、玉米B以及由所述玉米A和所述玉米B杂交而来的玉米杂交后代群体中的每个个体的基因组DNA为模板，采用所述引物对(序列1和序列2)分别进行PCR扩增，得到所述玉米A的PCR产物、所述玉米B的PCR产物以及所述玉米杂交后代群体中的每个个体的PCR产物；
所述玉米A的穗行数多于所述玉米B的穗行数；
(b2)将所述玉米A的PCR产物、所述玉米B的PCR产物以及所述玉米杂交后代群体中的每个个体的PCR产物分别进行电泳，选取所述玉米杂交后代群体中与所述玉米A的PCR产物的电泳条带的带型相同的个体，即为或候选为所述玉米杂交后代群体中所述穗行数相对较高的个体。
对于上述两种方法，在本发明中，所述玉米A具体为玉米自交系B73；所述玉米B具体为玉米自交系西五211。相应的，所述玉米杂交后代群体具体为由玉米自交系B73和玉米自交系西五211杂交而来的玉米杂交后代群体。
当然，所述玉米A也可为除玉米自交系B73外符合条件A的任一品种的玉米；所述条件A为：以基因组DNA为模板，采用所述引物对(序列1和序列2)进行PCR扩增，将所得PCR产物进行电泳，电泳条带的带型与参照带型A相同；所述参照带型A为以玉米自交系B73的基因组DNA为模板，采用所述引物对(序列1和序列2)进行PCR扩增，将所得PCR产物进行电泳所得的带型。如目标区段(以基因组DNA为模板，采用所述引物对(序列1和序列2)进行PCR扩增的扩增产物)与玉米自交系B73相同的RIL系。
相应的，所述玉米B也可为除玉米自交系西五211外符合条件B的任一品种的玉米；所述条件B为：以基因组DNA为模板，采用所述引物对(序列1和序列2)进行PCR扩增，将所得PCR产物进行电泳，电泳条带的带型与参照带型B相同；所述参照带型B为以玉米自交系西五211的基因组DNA为模板，采用所述引物对(序列1和序列2)进行PCR扩增，将所得PCR产物进行电泳所得的带型。如目标区段(以基因组DNA为模板，采用所述引物对(序列1和序列2)进行PCR扩增的扩增产物)与玉米自交系西五211相同的RIL系。
RIL系为RIL(Recombinant Inbred Lines)重组自交系，生物学中用于遗传分析及作图的一类群体，由杂交后的材料经多代自交产生，群体中每个株系都是纯合的。
所述玉米A和所述玉米B中，任一为母本，另一为父本。
在上述两种方法中，所述玉米杂交后代具体可为纯合的玉米杂交后代，如RIL系、DH系，或者纯合的F2代、纯合的BC代等。
本发明的第五个目的是提供一种培育穗行数增加的玉米品种的方法。
本发明所提供的培育穗行数增加的玉米品种的方法，是选取符合如下条件的玉米作为亲本进行育种：以基因组DNA为模板，采用所述引物对(序列1和序列2)进行PCR扩增，将所得PCR产物进行电泳，电泳条带的带型与参照带型A相同；
所述参照带型A为以玉米自交系B73的基因组DNA为模板，采用所述引物对(序列1和序列2)进行PCR扩增，将所得PCR产物进行电泳所得的带型。
在前述三种方法中，所述PCR扩增时采用的退火温度具体可为58℃。
进一步，所述PCR扩增的反应条件具体为：94℃5min；94℃30s，58℃30s，72℃40s，35个循环；72℃10min；12℃保存。
在前述三种方法中，所述电泳具体可为聚丙烯酰胺凝胶电泳，所述聚丙烯酰胺凝胶电泳中，所述聚丙烯酰胺凝胶的浓度为8％(质量百分含量)。所述聚丙烯酰胺凝胶电泳为非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳。
本发明的第六个目的是提供一种与玉米穗行数性状相关的分子标记。
本发明所提供的与玉米穗行数性状相关的分子标记，具体为以玉米基因组DNA为模板，采用所述引物对(序列1和序列2)进行PCR扩增所得的DNA片段。
其中，所述PCR扩增时采用的退火温度具体可为58℃。进一步，所述PCR扩增的反应条件具体为：94℃5min；94℃30s，58℃30s，72℃40s，35个循环；72℃10min；12℃保存。
所述引物对(序列1和序列2)或所述试剂盒或所述分子标记在如下任一中的应用也属于本发明的保护范围：
(1)鉴定或辅助鉴定玉米穗行数性状；
(2)玉米育种。
本发明首先通过QTL初定位，在玉米第9号染色体上检测到一个穗行数QTL qKRN9，其加性效应为0.9-1.3行，可解释的表型变异为3.72％-10.78％，该QTL与SSR标记jsr21051紧密连锁，jsr21051可有效用于苗期穗行数的选择，同时可用于玉米穗行数的分子标记育种，为玉米穗行数QTL的精细定位提供标记基础，加速玉米高产育种的进程。
附图说明
图1为玉米第9号染色体的遗传连锁图谱及目标区间上的遗传连锁图谱。其中，A为第9号染色体的遗传连锁图谱；B为目标区间上的遗传连锁图谱。
图2为利用jsr21051对B73(父本)×西五211(母本)的F6代中选择的在目标区段(umc1191-umc2343)上杂合的单株自交后产生的分离群体中部分单株的基因型检测结果。其中，A表示与父本B73基因型相同(电泳带型相同)；B表示与母本西五211基因型相同(电泳带型相同)；H表示杂合带型；-表示缺失。
图3为由B73(父本)×西五211(母本)的F6代中选择的在目标区段(umc1191-umc2343)上杂合的单株自交后产生的分离群体的穗行数分布图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
玉米自交系B73：记载于“赵永平.玉米自交系B73低硝酸盐响应miRNA及其靶基因鉴定.中国农业科学院,2013年硕士论文”一文，公众可从申请人处获得用于重复本发明实验。
玉米自交系西五211：记载于“李雁,王江民.玉米自交系“西五211”的选育与利用.云南农业科技,1998年01期”一文，公众可从申请人处获得用于重复本发明实验。
实施例1、玉米穗行数主效QTL qKRN9的定位
一、实验材料
1、优良玉米自交系B73和西五211的幼嫩叶片提取DNA后用于差异引物的筛选。
2、B73(父本)×西五211(母本)的F2群体，共148个单株，用于遗传图谱构建及穗行数QTL的初定位。
3、连续选取B73(父本)×西五211(母本)的F2、F3、F4、F5中在目标区段上杂合的株系进行自交产生分离群体，进行穗行数主效QTL的检测。
二、玉米穗行数主效QTL qKRN9的定位
1、玉米基因组DNA大量提取(改良CTAB法)
(1)取玉米植株幼嫩叶片10-20mg，置于1.5ml Eppendorf管中，加入液氮，研成细粉。
(2)在离心管中加入65℃预热的1×CTAB提取缓冲液600μl，轻轻振荡混匀。
(3)在65℃水浴锅中温浴30min，且每10min小心摇动离心管一次。
(4)30min后取出离心管，在通风橱中加入等体积氯仿:异戊醇(体积比24:1)，并小心充分摇动离心管2-3min，然后静置至有机相由无色→绿色→深绿色。
(5)室温下，10000rpm离心10min，然后吸上清500μl至新的离心管中。
(6)在上清中加入等体积预冷的异丙醇(-20℃)，小心混匀后于-20℃放置15min。
(7)室温下，10000rpm离心5min，小心倒掉上清后加入70％乙醇600μl进行漂洗，轻微摇动离心管，使DNA悬浮起来。
(8)室温下，10000rpm离心3min，然后小心倒掉上清并放置常温干燥。
(9)待DNA晾干后，加入适量的灭菌ddH2O，充分溶解DNA。
(10)用紫外分光光度计检测DNA的浓度和纯度，存在-20℃冰箱中备用。
2、目标片段的扩增
PCR反应体系(10μl体系)如下：40ngμL-1模板DNA 2.0μL；10×PCR buffer 1.0μL；dNTPs 0.2μL；引物1.0μL；rTaqDNA聚合酶0.1μL；ddH2O 5.7μL。
PCR反应程序(10μl体系)如下：94℃5min；94℃30s，55℃30s，72℃30s，36个循环；72℃10min；12℃保温。
3、聚丙烯酰胺凝胶电泳检测
A.制胶
(1)将干净的两块玻璃板及垫片用夹子加紧，8％的胶(ml)：20％APS(μl)：TEMED(μl)按1:10:1的比例配好混匀，快速封底；
(2)准备干净的梳子，待封底的胶凝固，依每板35ml的8％的胶按同样的比例配胶，立即灌胶；如有气泡，则轻轻敲打玻璃板赶出气泡，平行***干净的梳子；
(3)为防止残胶，待胶凝固后及时小心拔出梳子，将胶板固定在电泳槽上，加入1×TBE缓冲液。
40％PAGE溶液(5L)：去离子水2000ml；N,N’-甲叉双丙烯酰胺50g；丙烯酰胺1950g；搅拌器搅拌，充分溶解，定容至5L。
8％PAGE溶液：40％PAGE溶液稀释5倍即按40％PAGE:5×TBE缓冲液:去离子水＝1:1:3的比例稀释。
5×TBE缓冲液(5L)：Tris 270.00g；硼酸137.50g；EDTA-Na218.61g；去离子水定容至1L。
B.电泳
(1)在扩增的PCR产物中加入2.0μl的6×Loading Buffer，离心后，每孔点样4μl且每板有1孔点4μl的100bp DNA Ladder；
(2)常温下，在GT核酸电泳***(Bio-Rad,USA)中200V预电泳2min，然后在120V恒压下电泳5h左右。
6×Loading Buffer(100ml)：0.5M EDTA(pH8.0)2ml；去离子甲酰胺98ml；溴酚兰0.05g；二甲苯氰0.05g。
1×TBE电泳缓冲液：5×TBE缓冲液稀释5倍即按5×TBE缓冲液:去离子水＝1:4的比例稀释。
C.银染
(1)0.1％染色液：待电泳结束，取干净的银染盆，称取0.50g的AgNO3，500ml去离子水，混匀；
(2)染色：将胶板卸下，剥胶放入0.1％染色液中，每盆银染4板胶，然后在摇床上轻轻摇动，染色15min；
(3)显色液：NaOH 10.00g，无水Na2CO3 0.20g-0.30g，去离子水500ml，甲醛750μl；
(4)显色：待染色15min后，小心倒掉显色液并用去离子水快速漂洗30s，每盆加入显色液500ml，继续放在摇床上，轻轻摇动10min左右；
(5)照胶：待凝胶变成浅黄，DNA条带完全显现，倒掉显色液，清水冲洗，用照相机记录每板胶的条带情况，以便读取带型。
4、玉米第9号染色体SSR标记的筛选以及遗传图谱的构建
PCR反应使用的SSR引物序列来自玉米数据库(www.maizegdb.org)，由北京天一辉远生物科技有限公司合成。经亲本间PCR扩增和8％的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测及小群体验证，最终获得多态性明显且带型清晰的SSR标记。
SSR标记为共显性标记，F2单株中标记位点的带型与父本B73带型相同的记为A，与母本西五211相同的记为B，杂合带型记为H，缺失记为“-”，应用JoinMap 4.0软件进行遗传连锁图谱构建。
利用从玉米数据库(www.maizegdb.org)筛选获得的第9号染色体上的多态性SSR标记在B73(父本)×西五211(母本)的F2群体中的基因型，构建了一张包含7个共显性SSR标记的玉米分子标记连锁图谱(图1中A)，该图谱共36.6cM，标记间平均距离为5.23cM，多数引物的染色***点与IBM的遗传连锁图相同(www.maizegdb.org)。
5、穗行数QTL定位
根据各SSR标记的基因型及群体中各单株表型，借助JoinMap4.0的复合区间作图法(CIM)(Zeng，1994)构建目标区段上的遗传连锁图谱。其中，选择Kosambi函数将重组值转换成遗传图距单位(cM)。然后运行WinQTLcartgrapher2.0软件，通过复合区间作图(Composite Interval Mapping,CIM)法进行QTL初步分析定位(Zeng Z B.Precisionmapping of quantitative trait loci.Genetics,1994,136:1457-1468)。
结果显示：在分子标记umc1191和umc2343区间检测到一个玉米穗行数主效QTL，命名为qKRN9，其LOD值为3.0488，加性效应为0.644行，可解释的穗行数遗传变异为3.72％，且增效基因来自父本B73。
用于扩增分子标记umc1191的引物对：
上游引物：5’-AAGTCATTGCCCAAAGTGTTGC-3’(序列3)；
下游引物：5’-ACTCATCACCCCTCCAGAGTGTC-3’(序列4)。
用于扩增分子标记umc2343的引物对：
上游引物：5’-TCATCTTCCCCACAAATTTTCATT-3’(序列5)；
下游引物：5’-GACTGACAACTCAGATTTCACCCA-3’(序列6)。
实施例2、玉米穗行数主效QTL qKRN9紧密连锁SSR标记jsr21051的获得
一、目标区间SSR标记的开发
针对玉米第9号染色体主效QTL qKRN9目标区间，根据已公布玉米自交系B73的基因组序列信息，从玉米数据库MaizeGDB(http://www.maizegdb.org)中调取目标区间内不同区段上的序列，结合primer 3.0设计相应的引物。然后，经PCR扩增及8％的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳的检测和小群体验证，选取在B73、西五211间多态性明显且带型清晰的SSR引物用于标记分析，最终获得QTL区间内多态性明显且带型清晰的SSR标记，共9对，记为多态性分子标记jsr16931、jsr20512、jsr21671、jsr19851、jsr21311、jsr21051、jsr18135、jsr22023和jsr22381。
二、目标区段遗传图谱的构建
针对目标区间umc1191-umc2343，参照玉米自交系B73的基因组序列，经设计筛选，共开发出B73、西五211间差异明显且带型清晰的如上9对多态性分子标记。利用新开发的9对SSR标记及目标区间上的已知的3个SSR标记(umc1191、umc1078好umc2343)，针对B73(父本)×西五211(母本)的F2群体在此区段基因型杂合单株自交获得的后代分离群体，鉴定并统计各单株的基因型。借助JoinMap4.0软件，其中“A”记为2，“B”记为0，“H”记为1，“-”记为-1(与父本B73带型相同的记为A，与母本西五211相同的记为B，杂合带型记为H，缺失记为‘-’)。利用Kosambi函数，获得12个分子标记在目标区段上的最优顺序及标记间新的遗传距离即目标区段内的遗传连锁图谱(图1中B)。
三、紧密连锁标记jsr21051的获得
根据各世代构建加密遗传图谱的基因型数据，结合对应世代穗行数数据，利用复合区间作图法定位穗行数主效QTL qKRN9。结果显示，在B73(父本)×西五211(母本)的F2、F3、F4、F5中在目标区段上杂合的株系进行自交产生分离群体中，均能在标记jsr21051附近检测到控制穗行数的QTL，其加性效应分别为1.3行、2.2行、0.94行、0.9行，可解释的表型变异为3.72％-10.78％，其增效位点均来自父本B73(表1)。
表1玉米第9号染色体各世代QTL qKRN9检测结果
注：表中“F2、F3、F4、F5”分别表示由F2、F3、F4、F5代中选择的在目标区段(umc1191-umc2343)上杂合的单株自交后产生的分离群体。
用于扩增SSR标记jsr21051的引物对：
上游引物：5’-tgaagagaagcttttgagacg-3’(序列1)；
下游引物：5’-ggctgcagcagagagataat-3’(序列2)。
实施例3、紧密连锁SSR标记jsr21051在玉米穗行数选择上的应用
一、实验材料
利用B73(父本)×西五211(母本)的F6代中选择的在目标区段(umc1191-umc2343)上杂合的单株自交后产生的分离群体，鉴定紧密连锁SSR标记jsr21051在穗行数选择上的应用。
二、实验方法
针对B73(父本)×西五211(母本)的F6代中选择的在目标区段(umc1191-umc2343)上杂合的单株自交后产生的分离群体，苗期单株挂牌取样后，提取其基因组DNA并以其为模板，用获得的穗行数主效QTL qKRN9的紧密连锁标记jsr21051的扩增引物(序列1和序列2)进行PCR扩增，检测并统计各单株的基因型。同时，待玉米成熟后，考查并统计F6群体中各单株的主穗穗行数。
PCR反应体系(10μL)：Mix 5.0μL；ddH2O 2.5μL；上下游引物1.5μL(50ng)；浓度为20ng/μL的DNA模板1.0μL。其中，Mix为北京康润诚业生物科技有限公司产品。
PCR反应在Gene Amp PCR System 9700PCR反应仪上进行，PCR反应程序如下：94℃5min；94℃30s，58℃30s，72℃40s，35个循环；72℃10min；12℃保存。
反应结束后，按照实施例1的方法进行8％非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳。
图2为利用SSR标记jsr21051对分离群体中部分单株的基因型检测结果。同时，待玉米成熟后，考查并统计分离群体中各单株的主穗穗行数。
对分离群体中各单株的基因型及穗行数进行统计分析(表2、图3)发现，利用SSR标记jsr21051，在分离群体的119个单株中共筛选出27株基因型与亲本B73的基因型相同(即电泳条带的带型相同，为A)，其穗行数平均值为11.55；45株基因型与亲本西五211的基因型相同(即电泳条带的带型相同，为B)，其穗行数平均值为10.53，与27株基因型与B73相同的植株穗行数平均值相比，减少1.02行，在统计学上具有显著的差异(P<0.05)。由此可以看出，利用新开发的SSR标记jsr21051，可以在苗期有效筛选出穗行数多的玉米，节约实验成本，提高选择效率，从而快速筛选出穗行数多的株系，用于玉米的高产育种。
表2 ZC16×C7-2的F2群体的穗行数统计结果
综合以上结果，本发明利用优良自交系B73和西五211为基础材料构建了F2群体，在第9号染色体的SSR标记标记umc1191和umc2343区间检测到一个穗行数主效QTL qKRN9，其LOD值为3.0488，加性效应为0.644，可解释的穗行数遗传变异为3.72％。在此基础上，采用连续自交的策略构建分离群体，同时对目标区段进行分子标记的开发。利用所开发标记对各世代衍生的分离群体进行基因分型并构建目标区段的遗传连锁图谱。对F2、F3、F4及F5世代衍生的分离群体进行QTL检测发现，均能在标记jsr21051附近检测到控制穗行数的QTL，其加性效应分别为1.3行、2.2行、0.94行、0.9行，可解释的表型变异为3.72％-10.78％，其增效位点均来自父本B73，由此表明，第9号染色体上的穗行数QTL qKRN9稳定存在，且与SSR标记jsr21051紧密连锁。另外，利用该紧密连锁标记对由F6世代衍生的分离群体进行检测发现，基因型与B73相同的植株穗行数平均值比基因型与亲本西五211相同植株的平均值多1.02行，表明jsr21051可有效用于苗期穗行数的选择，同时可用于玉米穗行数的分子标记育种，为玉米穗行数QTL的精细定位提供标记基础，加速玉米高产育种的进程。

Claims (10)

1.用于鉴定或辅助鉴定玉米穗行数性状的引物对，为能够扩增得到如下DNA片段的引物对：所述DNA片段是以玉米基因组DNA为模板，采用序列表中序列1和序列2所示引物对进行PCR扩增所得的DNA片段。
2.根据权利要求1所述的引物对，其特征在于：所述引物对为由序列表中序列1和序列2所示的两条单链DNA组成的引物对。
3.制备权利要求1或2所述的引物对的方法，包括将权利要求1或2所述两条单链DNA分别单独包装的步骤。
4.用于鉴定或辅助鉴定玉米穗行数性状的试剂盒，含有权利要求1或2所述的引物对和如下中的至少一种：dNTP、DNA聚合酶和PCR扩增缓冲液。
5.一种鉴定或辅助鉴定玉米杂交后代的穗行数性状的方法，包括如下步骤：
(a1)分别以玉米A、玉米B以及由所述玉米A和所述玉米B杂交而来的玉米杂交后代群体中的每个个体的基因组DNA为模板，采用权利要求1或2所述的引物对分别进行PCR扩增，得到所述玉米A的PCR产物、所述玉米B的PCR产物以及所述玉米杂交后代群体中的每个个体的PCR产物；
所述玉米A的穗行数多于所述玉米B的穗行数；
(a2)将所述玉米A的PCR产物、所述玉米B的PCR产物以及所述玉米杂交后代群体中的每个个体的PCR产物分别进行电泳，根据电泳结果按照如下确定所述玉米杂交后代的穗行数性状：与所述玉米A的PCR产物的电泳条带的带型相同的所述玉米杂交后代的穗行数多于或候选多于与所述玉米B的PCR产物的电泳条带的带型相同的所述玉米杂交后代。
6.一种从玉米杂交后代群体中获得穗行数相对较高的个体的方法，包括如下步骤：
(b1)分别以玉米A、玉米B以及由所述玉米A和所述玉米B杂交而来的玉米杂交后代群体中的每个个体的基因组DNA为模板，采用权利要求1或2所述的引物对分别进行PCR扩增，得到所述玉米A的PCR产物、所述玉米B的PCR产物以及所述玉米杂交后代群体中的每个个体的PCR产物；
所述玉米A的穗行数多于所述玉米B的穗行数；
(b2)将所述玉米A的PCR产物、所述玉米B的PCR产物以及所述玉米杂交后代群体中的每个个体的PCR产物分别进行电泳，选取所述玉米杂交后代群体中与所述玉米A的PCR产物的电泳条带的带型相同的个体，即为或候选为所述玉米杂交后代群体中所述穗行数相对较高的个体。
7.一种培育穗行数增加的玉米品种的方法，是选取符合如下条件的玉米作为亲本进行育种：以基因组DNA为模板，采用权利要求1或2所述的引物对进行PCR扩增，将所得PCR产物进行电泳，电泳条带的带型与参照带型A相同；
所述参照带型A为以玉米自交系B73的基因组DNA为模板，采用权利要求1或2所述的引物对进行PCR扩增，将所得PCR产物进行电泳所得的带型。
8.根据权利要求5-7中任一所述的方法，其特征在于：所述PCR扩增时采用的退火温度为58℃。
9.与玉米穗行数性状相关的分子标记，为以玉米基因组DNA为模板，采用权利要求1所述引物对进行PCR扩增所得的DNA片段。
10.权利要求1或2所述的引物对或权利要求4所述的试剂盒或权利要求9所述的分子标记在如下任一中的应用：
(1)鉴定或辅助鉴定玉米穗行数性状；
(2)玉米育种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107058542B (zh) * 2017-04-26 2021-01-05 江苏省农业科学院 玉米第4号染色体穗行数的主效qtl分子标记、辅助选择多穗行玉米的方法及其应用
CN109735549B (zh) * 2019-01-15 2020-08-11 华中农业大学 玉米基因在控制玉米穗行数中的应用
CN110423838B (zh) * 2019-07-11 2022-05-31 东北农业大学 与位于玉米种子耐储性相关主效qtl区段紧密连锁的分子标记及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120088400A (ko) * 2011-01-31 2012-08-08 대한민국(관리부서:농촌진흥청장) 녹두에서 바구미 저항성 연관 분자표지 개발 및 이의 용도
CN104087579A (zh) * 2014-07-07 2014-10-08 合肥丰乐种业股份有限公司 一种与玉米青枯病抗性基因紧密连锁的分子标记、引物及其应用
CN104651494A (zh) * 2015-01-15 2015-05-27 华中农业大学 控制玉米穗行数和穗粒数的dna片段、分子标记与应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120088400A (ko) * 2011-01-31 2012-08-08 대한민국(관리부서:농촌진흥청장) 녹두에서 바구미 저항성 연관 분자표지 개발 및 이의 용도
CN104087579A (zh) * 2014-07-07 2014-10-08 合肥丰乐种业股份有限公司 一种与玉米青枯病抗性基因紧密连锁的分子标记、引物及其应用
CN104651494A (zh) * 2015-01-15 2015-05-27 华中农业大学 控制玉米穗行数和穗粒数的dna片段、分子标记与应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Molecular mapping of QTLs for resistance to Gibberella ear rot, in corn, caused by Fusarium graminearum;M. Liakat Ali,et al;《Genome》;20051231;第48卷;521-533 *
Molecular mapping of QTLs for resistance to northern corn leaf blight in maize;M. N. Barakat,et al;《Journal of Food, Agriculture & Environment》;20101231;第8卷(第2期);547-552 *
特异玉米种质四路糯的穗行数遗传解析;焦付超等;《中国农业科学》;20141231;第47卷(第7期);1256-1264 *

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