调控玉米早花和矮秆相关的分子标记及其应用

本发明属于生物，尤其涉及一种调控玉米早花和矮秆相关的分子标记及其应用。

背景技术：

1、开花期对于玉米是极为重要的性状，不仅影响玉米的生长区域适应性、对各种逆境的抗性，对于玉米的产量、品质、籽粒脱水速率等性状都具有重要的影响。开花期提前对玉米生产有较大意义：(1)缩短生育期，促进下一茬作物的种植，改变不同作物的轮作模式；(2)缩短营养生长时间，使籽粒灌浆时间延长，促使籽粒饱满，进而提高玉米籽粒产量；(3)提早开花意味着籽粒提早脱水，促使收获时籽粒含水量降低，促进机械化收获玉米籽粒，推动收获方式的变革，提高劳动生产率。玉米开花期调控网络包括四个通路，分别是光周期路径、自主开花路径、赤霉素路径和年龄路径。

2、合理株型是作物品种高产的重要基础。株高是决定玉米产量的最主要的株型性状之一。矮秆玉米具有抗倒、耐密、适宜机械化生产和群体光能利用率高等特点，适当增加矮秆玉米的种植密度将大大提高玉米产量。目前玉米中虽然已经鉴定到较多影响株高的基因，例如an1,d8,d9,bv1等，但是这些基因突变后的植株极端矮化，影响正常的生长发育，无法直接应用到玉米育种中，因此鉴定株高适度降低的自然等位基因变异是解决玉米矮秆育种的关键。

3、较多研究表明开花期和株高具有一定相关性，开花期早的材料由于营养生长时间较短，其株高相对较矮。鉴于当前玉米生产上对早花、矮秆材料的需求，开发能有效区分不同玉米自交系开花期和株高的分子标记显得尤为迫切。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供调控玉米早花和/或矮秆相关的分子标记及其应用。

2、第一个方面，本发明提供了检测玉米基因组中snp位点275基因型的物质在如下至少一种的应用：

3、1)鉴定或辅助鉴定玉米开花时间；

4、2)鉴定或辅助鉴定玉米株高；

5、3)鉴定或辅助鉴定玉米散粉期；

6、4)鉴定或辅助鉴定玉米吐丝期；

7、5)选育早花玉米；

8、6)选育矮秆玉米；

9、所述snp位点275为seq id no：4的第101位。

10、上述所述应用中，所述snp位点275的基因型为aa、cc或ac。

11、上述所述应用中，所述检测玉米基因组中snp位点275基因型的物质为a1)或a2)：

12、a1)成套引物；

13、a2)含有所述成套引物的pcr试剂或试剂盒；

14、所述成套引物包括引物1、引物2及引物3；

15、所述引物1的核苷酸序列包括seq id no：1第22-41位所示的序列；

16、所述引物2的核苷酸序列包括seq id no：2第22-41位所示的序列；

17、所述引物3的核苷酸序列为seq id no：3。

18、上述所述应用中，所述引物1的核苷酸序列为seq id no：1；

19、所述引物2的核苷酸序列为seq id no：2。

20、第二个方面，本发明提供了如下任一物质：

21、第一方面中的所述成套引物；

22、或，含有第一方面中的所述的成套引物的pcr试剂或试剂盒。

23、所述pcr试剂包括引物1、引物2、引物3、kasp master mix；

24、所述引物1、引物2、引物3的配比为12um：12um：30um。

25、第3个方面，本发明提供了第二方面所述成套引物、pcr试剂或试剂盒在如下至少一种的应用：

26、1)鉴定或辅助鉴定玉米开花时间；

27、2)鉴定或辅助鉴定玉米株高；

28、3)鉴定或辅助鉴定玉米散粉期；

29、4)鉴定或辅助鉴定玉米吐丝期；

30、5)选育早花玉米；

31、6)选育矮秆玉米。

32、第4方面，本发明提供了如下方法：

33、本发明提供了一种鉴定或辅助鉴定玉米开花时间和/或株高的方法，为检测玉米基因组中snp位点275基因型为aa还是cc，

34、snp位点275基因型为aa的待测玉米的开花时间早于或候选早于snp位点275基因型为cc的待测玉米；

35、或/和，snp位点275基因型为aa的待测玉米的株高小于或候选小于snp位点275基因型为cc的待测玉米。

36、或本发明提供了一种选育早花玉米的方法，为检测玉米基因组中snp位点275基因型为aa还是cc，选择snp位点275基因型为aa的玉米进行选育，得到目的玉米。

37、或本发明提供了一种选育矮秆玉米的方法，为检测玉米基因组中snp位点275基因型为aa还是cc，选择snp位点275基因型为aa的玉米进行选育，得到目的玉米；

38、本发明提供了一种选育早花且矮秆玉米的方法，为检测玉米基因组中snp位点275基因型为aa还是cc，选择snp位点275基因型为aa的玉米进行选育，得到目的玉米。

39、上述各个方法获得的目的玉米具有如下特性：早花和/或矮秆，且正常生长、产量无显著变化。

40、上文所述方法中，

41、所述检测玉米基因组中snp位点275基因型为aa还是cc的方法包括如下步骤：以待测玉米基因组为模板，用第二方面中所述pcr试剂进行kasp反应，获得基因型。

42、本研究通过利用玉米骨干自交系京2416和京92构建的重组自交系(ril)群体，通过调查该群体在北京的散粉期、吐丝期、株高、穗位高、产量等性状，鉴定到一个同时影响散粉期、吐丝期、株高、穗位高的主效qtl位点。

43、扩增京2416和京92在该qtl区域内的序列，在基因组chr3:161196684位置鉴定到1个关键的snp，针对这个snp开发了1对kasp标记即kmads_275。kmads_275的早花、矮秆等位基因为aa，来自于京2416，另一个等位基因为cc，来自于京92。

44、利用kmads_275标记对239份ril群体进行检测，发现该标记荧光信号较强，具有较明确的分型。将标记基因型与散粉期、吐丝期、株高、穗位高、单穗粒数和单穗粒重表型对应，发现aa基因型比cc基因型材料在北京散粉期提早1天、吐丝期显著提早1天、株高显著降低14cm、穗位高显著降低10cm，而单穗粒数和单穗粒重表型差异不显著。利用kmads_275标记对42份国内外玉米骨干自交系材料分型，并结合这些材料在辽宁、河南的表型进行分析，发现aa基因型的材料与cc基因型的材料散粉期、吐丝期都显著提早4天，株高显著降低24厘米。因此，snp位点275基因型及其对应的kmads_275标记可用于判断玉米的开花期和株高状态，作为选育早花或矮秆且不影响正常生长发育和产量的玉米提供基础。

技术特征：

1.检测玉米基因组中snp位点275基因型的物质在如下至少一种的应用：

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述snp位点275的基因型为aa、cc或ac。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：

5.如下任一物质：

6.权利要求5中所述成套引物、pcr试剂或试剂盒在如下至少一种的应用：

7.一种鉴定或辅助鉴定玉米开花时间和/或株高的方法，为检测玉米基因组中snp位点275基因型为aa还是cc，

8.一种选育早花玉米的方法，为检测玉米基因组中snp位点275基因型为aa还是cc，选择snp位点275基因型为aa的玉米进行选育，得到目的玉米。

9.一种选育矮秆玉米的方法，为检测玉米基因组中snp位点275基因型为aa还是cc，选择snp位点275基因型为aa的玉米进行选育，得到目的玉米；

10.根据权利要求7-9中任一所述的方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了调控玉米早花和矮秆相关的分子标记及其应用。本发明提供了检测玉米基因组中SNP位点275基因型的物质在如下至少一种的应用：1)鉴定或辅助鉴定玉米开花时间；2)鉴定或辅助鉴定玉米株高；3)鉴定或辅助鉴定玉米散粉期；4)鉴定或辅助鉴定玉米吐丝期；5)选育早花玉米；6)选育矮秆玉米；本发明利用kmads_275标记检测玉米，发现AA基因型的材料与CC基因型的材料散粉期、吐丝期都显著提早，株高显著降低。因此，SNP位点275基因型及其对应的kmads_275标记可用于判断玉米的开花期和株高状态，作为选育早花或矮秆且不影响正常生长发育和产量的玉米提供基础。

技术研发人员：王夏青,赵久然,宋伟,张如养,李静欢,孙轩,王天依,徐田军
受保护的技术使用者：北京市农林科学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11