玉米籽粒玉米黄质含量相关的SNP标记及其应用

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及玉米籽粒玉米黄质含量相关的SNP标记及其应用。

背景技术

类胡萝卜素是自然界中第二大纯天然色素，是高等植物体内广泛分布的烯萜化合物。天然生成的类胡萝卜素主要有α-胡萝卜素和β-胡萝卜素两大类，玉米黄质属于类胡萝卜素的氧化衍生物。在所有类胡萝卜素中，玉米黄质是及其异构体叶黄素是可以被人体视网膜中央位置吸收和积累的唯一膳食类胡萝卜素。玉米黄质集中在视网膜中的中央位置，临床上称为黄斑，能够吸收紫外线和蓝光，减少眼睛的疲劳和损伤，预防眼疾的发生。相对于叶黄素，玉米黄质在人类饮食中的含量要少得多，但是其在黄斑中的积累却比叶黄素高得多，因此玉米黄质在视网膜中对光保护的重要性相对更大。玉米黄质是黄玉米的主要色素，因此甜玉米是玉米黄质的良好来源。而玉米籽粒中玉米黄质的含量测定通常采用高效液相色谱法，该方法成本高，劳动密集。因此，对玉米籽粒玉米黄质含量相关性状进行全基因组关联分析，开发籽粒玉米黄质含量相关的分子标记，为快速选择高玉米黄质的玉米种质提供高效便捷的筛选工具。加速玉米黄质育种的遗传改良工作。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种玉米籽粒玉米黄质含量相关的SNP标记，其可用于玉米籽粒玉米黄质含量的检测，以及玉米育种，特别是培育富含玉米黄质的玉米自交系的育种。

一种玉米籽粒玉米黄质含量相关的SNP标记位于玉米2号染色体165499135bp的位置。

在其中一些实施例中，165499135bp的位置基因型为CC。

在其中一些实施例中，165499135bp的位置基因型为TT。

本发明的另一目的是提供一种玉米籽粒玉米黄质含量的检测方法。

一种玉米籽粒玉米黄质含量的检测方法，通过对玉米2号染色体165499135bp位置的基因型进行检测来鉴定玉米籽粒玉米黄质含量。

在其中一些实施例中，165499135bp的位置基因型为CC时，玉米籽粒玉米黄质含量较低。

在其中一些实施例中，165499135bp的位置基因型为TT时，玉米籽粒玉米黄质含量较高。

在其中一些实施例中，所述检测方法是直接测序、特异性探针杂交法、特异性引物延伸法或PCR法等方法中任一种。

本发明的另一个目的是提供一种检测玉米籽粒玉米黄质含量的试剂盒。

一种检测玉米籽粒玉米黄质含量的试剂盒，包括检测玉米2号染色体165499135bp位置的基因型的试剂。

优选的，所述的试剂盒应用于直接测序、特异性探针杂交、特异性引物延伸或PCR检测。

本发明的另一个目的是提供上述的检测方法和上述的试剂盒在检测玉米籽粒玉米黄质含量中的应用。

本发明的另一个目的是提供上述的检测方法和上述的试剂盒在培育富含玉米黄质玉米自交系中的应用。

本发明的另一个目的是提供一种提高玉米黄质含量的玉米育种方法，其包括如下步骤：对玉米样品中位于2号染色体165499135bp位置的SNP标记进行基因型检测，选择基因型为TT的玉米样品进行育种。

本发明具有以下有益效果：

本发明人发现，在玉米2号染色体165499135bp位置的基因型，其与玉米品种籽粒玉米黄质含量高度相关，其中SNP基因型为CC时籽粒玉米黄质含量较低，SNP基因型为TT时籽粒玉米黄质含量较高，该位置的基因型可以作为玉米籽粒玉米黄质含量的SNP标记。该SNP可用于培育富含玉米黄质含量的玉米自交系。

附图说明

图1为玉米黄质GWAS分析曼哈顿图和QQ-Plot图。

图2为不同基因型样本的玉米黄质含量分布的箱型图，图中Zeaxan为测定玉米黄质的数据。

具体实施方式

下面是本发明具体的实施示例。需要指出的是，这些实施例仅仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。在本发明的思路和范围下对实施方案的细节和形式进行的修改和替换均落入本发明的保护范围内。

除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的实验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂。

实施例1

1、研究方法

(1)表型测定

本发明人于2021年在中国广东江门市种植244份玉米自交系关联群体种质资源(由中国农业大学赖锦盛教授实验室提供)，采用高效液相色谱法检测不同自交系籽粒内玉米黄质的含量。

(2)表型数据及全基因组关联分析(GWAS)

使用Excel对测定的玉米黄质相关数据进行整理计算，利用IBM SPSS Statistics25进行描述性分析，利用R语言的corrplot函数绘制皮尔逊相关矩阵等，对性状进行相关性分析和数据可视化。

将测定的玉米籽粒颜色及玉米黄质相关数据，结合覆盖玉米全基因组的标记，使用混合线性模型中的Q+K开展全基因组关联分析。依据p值在全基因组关联分析中检测与玉米黄质相关性状显著关联的SNP位点。

2、研究结果

(1)玉米关联群体籽粒玉米黄质含量表型分布

本发明的研究检测玉米自交系籽粒内的玉米黄质组分含量，对玉米黄质进行定性和定量分析(表1)。

表1.玉米黄质相关性状表型数据分析

(2)全基因组关联分析

结合已得到的上千万个SNP标记以及玉米籽粒玉米黄质含量数据(表2)，采用全基因组关联分析方法，本发明人鉴定到位于玉米2号染色体165499135bp位置的SNP标记与玉米自交系籽粒玉米黄质含量显著关联(图1；表3)，该位点位于基因间区，等位基因型为CC和TT。其中基因型为CC的玉米自交系玉米黄质含量较低，基因型为TT的玉米自交系玉米黄质含量较高(图2；表2)。

表2.不同样品中玉米黄质含量测定

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表3.2_165499135bp位置结果描述

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。