一种与玉米白斑病相关的抗性QTN片段、分子标记及其应用

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种与玉米白斑病相关的抗性QTN片段、分子标记及其应用。

背景技术

近些年，白斑病在西南玉米生态区尤其是云南的大爆发，造成部分地区玉米大量减产甚至绝收。从白斑病的田间发生情况看，玉米感病初期叶片表面有各种浅绿色的小病斑，后期病斑会变白、变干，且具有穿透性，病斑边缘整齐清晰；严重时，病斑逐渐合并成不规则的大病斑，直至整个叶片枯死，加快玉米植株的衰老，缩短玉米的生育期，影响籽粒的大小和重量，进而减少产量。根据玉米病害发生规律预测，白斑病或将成为我国西南中高海拔区域的一种常态化病害，甚至会继续向其它地区蔓延，将严重影响我国玉米产业发展。

创制并推广抗病品种是防治玉米白斑病的关键。玉米白斑病是一种典型的数量性状，易受环境条件影响。通过常规的育种方法创制抗白斑病的种质资源存在选育周期长、效率低等问题。分子标记辅助选择技术具有选育速度快、灵敏度高、特异性强、准确可靠等优点，且受外界因素影响较小，可以加快抗白斑病种质资源筛选的进程。

发明内容

基于以上背景，本发明不仅提供一种与玉米白斑病相关的抗性QTN片段、分子标记及其应用，通过QTN片段及其分子标记的应用，可为米白斑病遗传改良或育种提供有效、可靠的分子辅助选择手段。

本发明的技术方案为：

本发明的目的之一提供：一种与玉米白斑病相关的抗性QTN片段，其特征在于，所述抗性QTN片段为MWS

所述抗性QTN片段的Chr1_S_27552867位点等位变异为G/A，Chr1_S_27552938位点为等位变异C/G。

进一步地，当所述Chr1_S_27552867位点为G等位变异，同时Chr1_S_27552938位点为C等位变异时，玉米的抗白斑病能力强；

当所述Chr1_S_27552867位点为A等位变异，同时Chr1_S_27552938位点为G等位变异时，玉米的抗白斑病能力弱。

本发明的目的之二提供：上述的抗性QTN片段在玉米白斑病遗传改良或分子育种中的应用。

本发明的目的之三是提供：一种与玉米白斑病相关分子标记，所述分子标记的核苷酸序列如SEQ ID N0.1所示。

本发明的目的之四是提供：一种扩增上述分子标记的引物，所述引物的左引物的核苷酸序列如SEQ ID N0.2所示，右引物的核苷酸序列如SEQ ID N0.3所示，具体如下：

左引物F SEQ ID N0.2：TGCCAAGTAGTCGGTCGATG；

右引物R SEQ ID N0.3：GGCCAGGCTTCAAGTTTGTG。

本发明的目的之四是提供：上述扩增分子标记的引物在玉米白斑病遗传改良或分子育种中的应用。

本发明的目的之五是提供：检测所述的分子标记的试剂盒，其含有核苷酸序列如SEQ ID N0.2和SEQ ID N0.3所示的引物。

发明的目的之五是提供：上述的试剂盒在玉米白斑病遗传改良或分子育种中的应用。

本发明的目的之六是提供：一种玉米育种方法，其可以玉米单株叶片DNA为模板，以权所述的SEQ ID N0.2和SEQ ID N0.2所示的核苷酸序列引物进行PCR扩增，得扩增产物；对扩增产物进行测序并进行鉴定，如鉴定结果显示玉米携带分子标记所示基因序列，则将玉米单株进行自交授粉获得目标基因稳定遗传自交系；

或是对幼苗期的玉米单株叶片的DNA进行鉴定后，如鉴定结果显示玉米所述Chr1_S_27552867位点为G等位变异，同时Chr1_S_27552938位点为C等位变异时，则将玉米单株进行自交授粉获得目标基因稳定遗传自交系。

相比现有技术，本发明的有益效果为：

本发明为抗白斑病的玉米单株的选择提供了一种有效的分子辅助选择手段，可应用于玉米白斑病遗传改良及其育种中，提高选择效率，加快抗白斑病育种进程，降低育种成本；通过对携带抗白斑病的等位变异的玉米单株有进行授粉保种，用于选育抗白斑病杂交种，具有广阔的前景。

附图说明

图1为本发明实施例2中ZHL908、QB512、QR273、B73和HCL645的位点差异及白斑病病情指数情况。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：本发明的分子标记确定及其开发。

本发明对140多份抗白斑病和易感白斑病的自交系组成的自然群体为材料(具体自交系材料见下表1)进行研究，其中包括温带玉米自交系、热带玉米自交系以及温热玉米改良自交系。这些自交系为亲本组配的杂交种在生产上被大面积推广应用。利用Maize SNP50芯片对供试材料进行基因分型，结合GWAS分析，定位到的与玉米白斑病性状变异紧密连锁的遗传区段，在玉米的第1染色体的27552855-27553107(B73V4)位置鉴定出一个控制白斑病相关的QTN片段MWS

表1：自交系材料

所述QTN片段的Chr1_S_27552867位点等位突变为G/A，Chr1_S_27552938等位突变为C/G。并且发现抗白斑病玉米自交系在所述Chr1_S_27552867位点为G等位变异，同时Chr1_S_27552938位点为C等位变异时，其表现出了具有较强的抗白斑病能力；而高感玉米白斑病自交系在所述Chr1_S_27552867位点为A等位变异，同时Chr1_S_27552938位点为G等位变异时，其表现出较弱的抗白斑病能力。

并就此还开发出了一种与玉米白斑病相关的分子标记，所述分子标记的核苷酸序列如SEQ ID N0.1所示：

所述分子标记的具体核苷酸序列如下：

TGCCAAGTAGTCGGTCGATGTCGTCGCGCCACTGCTTCATGGCCCCCGGTGATGCCGTGGAGCTAGGGGGTGGCGTAGCAACTCTCTGGCCGCAGACAGCGTCGTAGGCGCTGCCCTCAACGGAGTCCGGGACGCCTGCGCTGGCGTGTGCTGCTTCACGGCGTGCACGACAGCAGTCCCAGAGTCGGGGCGGTCGGGCACTCGTGGCGCGGAGGATGCAACCTCTTGGTCCATCACGAAATCCTCTGAAGTT。

针对上述的分子标记开发出扩增分子标记的扩增引物，

所述引物的左引物的核苷酸序列如SEQ ID N0.2所示，右引物的核苷酸序列如SEQID N0.3所示，具体如下：

左引物F SEQ ID N0.2：TGCCAAGTAGTCGGTCGATG；

右引物R SEQ ID N0.3：GGCCAGGCTTCAAGTTTGTG。

实施例2：本实施例以玉米自交系ZHL908、QB512、QR273、B73和HCL645为材料对分子标记进行验证。

利用引物对玉米自交系ZHL908、QB512、QR273、B73和HCL645样品进行扩增与测序，对各个材料的序列进行比对发现，序列对比在Chrl_S27552867和Chrl_S27552938处出现不同，ZHL908、QB512、QR273的Chrl_S27552867处表现为G，同时Chrl_S27552867处为C，该自交系表现出高抗玉米白斑病；反之，B73和HCL645于Chrl_S27552867处表现为A，同时Chrl_S27552938处为G，该自交系表现出高感玉米白斑病。

实施例3：采用本发明的扩增分子标记的引物扩增分子标记的有关过程参考参数为：

1)DNA的提取：天根公司新型植物基因组DNA提取试剂盒(离心柱型)，DNA测浓度后稀释到15ug/ml；

2)25ul反应体系

表2：

3)PCR扩增程序

表3：

电泳：1％琼脂糖凝胶；1×TAE缓冲液；电压120V、电流150mA电泳20分钟。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。