一种玉米抗病基因及其应用

技术领域

本发明涉及基因编辑技术领域，更具体地说，涉及一种玉米抗病基因及其应用。

背景技术

玉米是世界第一大粮食作物，全世界玉米总产量已经超过10亿吨。在中国，玉米作为第一大粮食作物，2019年种植面积达6.1亿亩，总产2.6亿吨，对我国粮食安全有着举足轻重的作用。

玉米病害一直是影响玉米产量的一个关键因素，每年造成的产量损失约占总产的10％以上。近年来，随着极端天气的频发、生产上连续多年的秸秆还田造成病残体积累、病原菌充足、病害压力增加，导致玉米茎腐病、叶斑病等重要病害易发频发，玉米病害且呈越演越烈之势。因此，挖掘抗病基因、阐明其抗病机制、通过分子育种从遗传上改良抗性在玉米生产上显得尤其重要,同时抗病品种的推广应用对于减少农药使用、保护环境、减少投入都具有积极意义。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种玉米抗病基因及其应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玉米抗病基因及其应用，以解决上述的问题。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种玉米抗病基因，所述基因为ZmFER1，所述ZmFER1基因由SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列组成。

作为本发明的进一步改进，一种玉米抗病基因及其应用

a、提高作物穗腐病的抗性中的应用；

b、培育抗穗腐病的作物品种。

作为本发明的进一步改进，一种玉米抗病基因的筛选方法，包括以下步骤：

S1、玉米苗期接种穗腐病菌；

S2、对成熟玉米取样进行RNA提取；

S3、cDNA合成；

S4、荧光定量PCR检测ZmFER1基因的相对表达量；

S5、对ZmFER1基因的相对表达量随接种时间的变化筛选玉米品种抗病性。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1中玉米苗期接种穗腐病菌具体为：将带玉米穗腐病菌的高粱粒放置在三叶期玉米苗的第一叶鞘中，并在室温条件下培育。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中对成熟玉米取样进行RNA提取具体为：取接种穗腐病菌部位的玉米上下各0.8-1.2cm的植物组织，用液氮速冻再研磨成粉末，取45-90mg加1.5mlTrizol，室温静置；加220μl预冷的氯仿，剧烈震荡20s，室温静置12-16min；10000g，5℃离心6min；取上层水相转入1.8ml离心管中，加600μl异丙醇，置于-22℃充分沉淀1.5h；10000g，5℃离心10min，小心移去上清，防止吸走沉淀；80％乙醇洗两遍，8500g，5℃离心5min；空管离心2min；吸去上清，倒置干燥2min；加30μlDEPC-H2O溶解，最后测定RNA浓度。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中cDNA合成具体为：将提取的RNA每1μg加入5×gDNAwiperMix4μl，用RNase-freeddH2O补齐至18μl，混匀，42℃反应3min；再直接加入5×HiScriptIIIqRTSuperMix4μl，混匀，38℃反应16min，85℃变性5sec，产物待用。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S4中荧光定量PCR检测为：2×ChamQUniversalSYBRqPCRMasterMix10μl，PrimerF0.4μl，PrimerR0.4μl，TemplatecDNA1μl，ddH2O8.2μl。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S5中ZmFER1基因的相对表达量随接种时间的变化筛选玉米品种抗病性具体为：接种时间玉米苗期接种穗腐病菌后n小时时，ZmFER1基因的相对表达量为Cn，在0＜n≤48内，至少有一次Cn≥3，且Cn均不低于C0的玉米品种为玉米穗腐病抗性品种。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本发明提供了一种玉米抗穗腐病的相关基因ZmFER1及其应用，本发明研究发现，ZmFER1基因可显著提高玉米对穗腐病菌的抗性，在玉米的生长过程中能够促进玉米植株的铁吸收和利用，从而增强植株的免疫系统，提高植株对病原微生物的抵抗力，同时本发明所提供的鉴定玉米品种穗腐病抗性方法可以较为准确反映出玉米品种在受到病原菌侵染时的抗病能力，有利于筛选抗穗腐病性较好的品种用于后期抗病品种选育，可显著缩短改良品种所需的时间。

附图说明

图1为本发明中玉米抗病基因的筛选方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1，一种玉米抗病基因，基因为ZmFER1，ZmFER1基因由SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列组成。

一种玉米抗病基因及其应用

a、提高作物穗腐病的抗性中的应用；

b、培育抗穗腐病的作物品种。

一种玉米抗病基因的筛选方法，包括以下步骤：

S1、玉米苗期接种穗腐病菌，具体为：将带玉米穗腐病菌的高粱粒放置在三叶期玉米苗的第一叶鞘中，并在室温条件下培育；

S2、对成熟玉米取样进行RNA提取，具体为：取接种穗腐病菌部位的玉米上下各0.8-1.2cm的植物组织，用液氮速冻再研磨成粉末，取45-90mg加1.5mlTrizol，室温静置；加220μl预冷的氯仿，剧烈震荡20s，室温静置12-16min；10000g，5℃离心6min；取上层水相转入1.8ml离心管中，加600μl异丙醇，置于-22℃充分沉淀1.5h；10000g，5℃离心10min，小心移去上清，防止吸走沉淀；80％乙醇洗两遍，8500g，5℃离心5min；空管离心2min；吸去上清，倒置干燥2min；加30μlDEPC-H2O溶解，最后测定RNA浓度；

S3、cDNA合成，具体为：将提取的RNA每1μg加入5×gDNAwiperMix4μl，用RNase-freeddH2O补齐至18μl，混匀，42℃反应3min；再直接加入5×HiScriptIIIqRTSuperMix4μl，混匀，38℃反应16min，85℃变性5sec，产物待用；

S4、荧光定量PCR检测ZmFER1基因的相对表达量，具体为：2×ChamQUniversalSYBRqPCRMasterMix10μl，PrimerF0.4μl，PrimerR0.4μl，TemplatecDNA1μl，ddH2O8.2μl；

S5、对ZmFER1基因的相对表达量随接种时间的变化筛选玉米品种抗病性，具体为：接种时间玉米苗期接种穗腐病菌后n小时时，ZmFER1基因的相对表达量为Cn，在0＜n≤48内，至少有一次Cn≥3，且Cn均不低于C0的玉米品种为玉米穗腐病抗性品种。

SEQ ID NO.1

本发明提供了一种玉米抗穗腐病的相关基因ZmFER1及其应用，本发明研究发现，ZmFER1基因可显著提高玉米对穗腐病菌的抗性，在玉米的生长过程中能够促进玉米植株的铁吸收和利用，从而增强植株的免疫系统，提高植株对病原微生物的抵抗力，同时本发明所提供的鉴定玉米品种穗腐病抗性方法可以较为准确反映出玉米品种在受到病原菌侵染时的抗病能力，有利于筛选抗穗腐病性较好的品种用于后期抗病品种选育，可显著缩短改良品种所需的时间。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。