專利名稱：玉米對(duì)生性狀基因的分子標(biāo)記及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玉米對(duì)生性狀分子標(biāo)記及應(yīng)用技術(shù)。
背景技術(shù)：
對(duì)生性狀是一個(gè)新的變異類型，對(duì)生玉米其葉片和果穗均對(duì)生，即一個(gè)果節(jié)上有一對(duì)大小相當(dāng)?shù)墓?，一般每單株?-3對(duì)果穗，至少有一對(duì)果穗成熟，單株籽粒產(chǎn)量可高達(dá)540克左右，其鮮穗產(chǎn)量高于非對(duì)生15％以上，尤其是在特種玉米品種選育中有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，即單株上部一對(duì)果穗用于鮮棒收獲，而下部1-2對(duì)果穗可用于筍的開發(fā)，其平均收筍量與常規(guī)筍玉米相當(dāng)，2.5個(gè)/株。從而達(dá)到既收鮮穗又收筍，實(shí)現(xiàn)一株多用。因此該性狀蘊(yùn)藏著高產(chǎn)和多用途的巨大潛力，且這種性狀與品質(zhì)無(wú)負(fù)相關(guān)。
對(duì)生性狀在禾本科作物中是稀有的，它不僅是一種寶貴的基因資源和發(fā)育生物學(xué)研究的好材料，而且若能將該資源應(yīng)用于玉米育種，選育對(duì)生雜交組合新類型，將可開辟玉米高產(chǎn)和多用途育種的新途徑。
對(duì)生性狀受控于4對(duì)獨(dú)立的核基因，且基因間存在互補(bǔ)作用。現(xiàn)有常規(guī)自交系中多有1-3對(duì)顯性基因，由于該性狀受控于多基因且有互作，因而在互生表型下無(wú)法簡(jiǎn)便有效地識(shí)別不同的對(duì)生位點(diǎn)，從而給對(duì)生基因的轉(zhuǎn)移和聚合帶來(lái)了困難，尤其在回交中要使隱性位點(diǎn)被識(shí)別，只有通過(guò)自交且表現(xiàn)為對(duì)生時(shí)才知其存在，從而使育種的速度和路線都受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決對(duì)生性狀多基因表型選擇的困難和提高選擇效率提供一種玉米對(duì)生性狀基因的分子標(biāo)記，并應(yīng)用分子標(biāo)記進(jìn)行對(duì)生基因的輔助選擇和對(duì)生雜交組合親本選配。
本發(fā)明玉米對(duì)生性狀基因的分子標(biāo)記，其特征是利用對(duì)生自交系H4D與互生自交系H53雜交(H4D×H53)和對(duì)生自交系H4D與互生自交系H28雜交(H4D×H28)兩組合親本和F2群體獲得與op1、op2、op3和op4四個(gè)對(duì)生基因位點(diǎn)分別連鎖的對(duì)生性狀基因分子標(biāo)記Bnlg1720、Bnlg1175、Umc1627、SCAR312和SCAR442。
本發(fā)明利用上述分子標(biāo)記進(jìn)行玉米對(duì)生基因位點(diǎn)輔助選擇的方法，其特征是以所述利用Bnlg1720、Bnlg1175、Umc1627、SCAR312和SCAR442的標(biāo)記譜帶出現(xiàn)與否來(lái)確定Op1、Op2、Op3和op4基因存在與否，以此來(lái)選擇含有不同對(duì)生基因位點(diǎn)的互生自交系。
本發(fā)明玉米對(duì)生雜交組合親本選配的方法，其特征是利用H4D×H53和H4D×H28兩組合親本和F2群體獲得與op1、op2、op3和op4四個(gè)對(duì)生基因位點(diǎn)分別連鎖的對(duì)生性狀基因分子標(biāo)記Bnlg1720、Bnlg1175、Umc1627、SCAR312和SCAR442，通過(guò)標(biāo)記的互補(bǔ)選配親本使F1聚合全部對(duì)生基因而表現(xiàn)為對(duì)生組合。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在本發(fā)明利用多種標(biāo)記分析獲得了可用PCR技術(shù)直接擴(kuò)增的共顯性的與4個(gè)對(duì)生基因緊密連鎖的分子標(biāo)記，作為輔助選擇，簡(jiǎn)便快速、準(zhǔn)確性高；它是非表型選擇，有助于獲得含不同對(duì)生基因的互生自交系，篩選F1聚合全部對(duì)生基因的組合親本。
具體實(shí)施例方式關(guān)于玉米對(duì)生性狀基因的分子標(biāo)記，利用對(duì)生自交系H4D與互生自交系H53雜交(H4D×H53)和對(duì)生自交系H4D與互生自交系H28雜交(H4D×H28)兩組合親本和F2群體獲得與op1、op2、op3和op4四個(gè)對(duì)生基因位點(diǎn)分別連鎖的對(duì)生性狀基因分子標(biāo)記Bnlg1720、Bnlg1175、Umc1627、SCAR312和SCAR442。
具體實(shí)施中，提取H4D、H53和H28三個(gè)近等基因系親本基因組DNA，篩選AFLP、RAPD和SSR多態(tài)性標(biāo)記，對(duì)多態(tài)性標(biāo)記在F2群體中進(jìn)行連鎖分析獲得與對(duì)生位點(diǎn)連鎖的分子標(biāo)記Bnlg1720、Bnlg1175、Umc1627、SCAR312和SCAR442。
具體實(shí)施中，連鎖標(biāo)記Bnlg1720、Bnlg1175、Umc1627是位于玉米SSR分子標(biāo)記第1、第2和第8連鎖群上、分別與op1、op2、op3三個(gè)基因位點(diǎn)相連鎖；SCAR312是通過(guò)RAPD連鎖標(biāo)記片段測(cè)序轉(zhuǎn)換成SCAR標(biāo)記，它與op3相連鎖；SCAR442是通過(guò)AFLP連鎖標(biāo)記片段測(cè)序轉(zhuǎn)換成SCAR標(biāo)記，與op4對(duì)生基因位點(diǎn)相連鎖。
利用上述分子標(biāo)記進(jìn)行玉米對(duì)生基因位點(diǎn)的輔助選擇利用Bnlg1720、Bnlg1175、Umc1627、SCAR312和SCAR442的標(biāo)記譜帶出現(xiàn)與否來(lái)確定op1、op2、op3和op4基因存在與否，以此來(lái)選擇含有不同對(duì)生基因位點(diǎn)的互生自交系。
關(guān)于玉米對(duì)生雜交組合親本選配的方法利用H4D×H53和H4D×H28兩組合親本和F2群體獲得與op1、op2、op3和op4四個(gè)對(duì)生基因位點(diǎn)分別連鎖的對(duì)生性狀基因分子標(biāo)記Bnlg1720、Bnlg1175、Umc1627、SCAR312和SCAR442，通過(guò)標(biāo)記的互補(bǔ)選配親本使F1聚合全部對(duì)生基因而表現(xiàn)為對(duì)生組合。
具體實(shí)施中，將與四個(gè)互補(bǔ)基因的標(biāo)記分散于不同親本中，每個(gè)親本含有op4純合隱性位點(diǎn)和1-2個(gè)顯性位點(diǎn)，使F1聚合全部4個(gè)基因從而表現(xiàn)出對(duì)生組合。
利用這些連鎖標(biāo)記存在與否進(jìn)行不同對(duì)生位點(diǎn)的輔助選擇可大大提高選擇效率，借助這些分子標(biāo)記已選擇了含有不同對(duì)生基因位點(diǎn)的互生自交系30多個(gè)，同時(shí)應(yīng)用標(biāo)記的互補(bǔ)選配親本可使兩個(gè)互生親本雜交產(chǎn)生F1聚合全部對(duì)生基因而表現(xiàn)為全對(duì)生組合，利用該方法已獲得3個(gè)特用對(duì)生組合。
技術(shù)路線如下篩選不同對(duì)生基因差異的近等基因系組合------建立對(duì)生和互生DNA池------篩選多態(tài)性標(biāo)記------分析多態(tài)性標(biāo)記與對(duì)生基因的連鎖關(guān)系------非PCR標(biāo)記轉(zhuǎn)換和更緊密連鎖SSR標(biāo)記篩選------獲得不同對(duì)生基因緊密連鎖的分子標(biāo)記------應(yīng)用分子標(biāo)記輔助選擇含不同對(duì)生基因的自交系，選配對(duì)生雜交組合親本具體實(shí)施步驟如下1、通過(guò)用不同自交系與對(duì)生突變體H4D雜交和回交構(gòu)建H4D系列互生近等基因系，分析不同對(duì)、互生近等基因系間對(duì)生基因差異，獲得H4D×H53和H4D×H28兩組合，分別為兩對(duì)不同對(duì)生基因差異。
2、分別提取H4D、H53和H28三個(gè)親本的基因組DNA，建立對(duì)生和互生DNA池。
3、利用AFLP、RAPD篩選多態(tài)性，利用玉米10個(gè)SSR標(biāo)記連鎖群上的SSR標(biāo)記分別篩選多態(tài)性，獲得20個(gè)多態(tài)性標(biāo)記。
4、利用F2群體分別對(duì)兩組合多態(tài)性標(biāo)記進(jìn)行連鎖分析，獲得與op4基因緊密連瑣的分子標(biāo)記CBJ477(AFLP標(biāo)記)，與op3緊密連鎖的CBJ312(RAPD標(biāo)記)，對(duì)這兩個(gè)標(biāo)記片段進(jìn)行測(cè)序并設(shè)計(jì)引物將其轉(zhuǎn)換為SCAR312和SCAR442，并且利用第1、第2和第8連鎖群上的標(biāo)記進(jìn)一步篩選獲得與op1、op2和op3緊密連鎖的SSR標(biāo)記Bnlg1720、Bnlg1175、Umc1627。
5、利用Bnlg1720、Bnlg1175、Umc1627、SCAR312和SCAR442標(biāo)記，通過(guò)對(duì)植株基因組DNA的PCR擴(kuò)增，借助標(biāo)記條帶的有無(wú)即可輔助選擇雜交和回交后代植株中op1、op2、op3和op4四個(gè)對(duì)生基因位點(diǎn)。
通過(guò)對(duì)×對(duì)、互×對(duì)、互×互組配對(duì)生組合研究結(jié)果顯示對(duì)生玉米育種的策略是互×互組配F1對(duì)生組合，即通過(guò)對(duì)生基因位點(diǎn)的轉(zhuǎn)移和聚合獲得在不同遺傳背景下含有不同對(duì)生位點(diǎn)的互生自交系，通過(guò)位點(diǎn)互補(bǔ)組配F1對(duì)生雜交組合，這樣不僅可避免自交系間因轉(zhuǎn)移聚合全部對(duì)生位點(diǎn)而造成親緣關(guān)系過(guò)近和雜交組合優(yōu)勢(shì)的減弱，而且可提高制種產(chǎn)量，改善雜交種品質(zhì)。
權(quán)利要求
1.玉米對(duì)生性狀基因的分子標(biāo)記，其特征是利用對(duì)生自交系H4D與互生自交系H53雜交(H4D×H53)和對(duì)生自交系H4D與互生自交系H28雜交(H4D×H28)兩組合親本和F2群體獲得與op1、op2、op3和op4四個(gè)對(duì)生基因位點(diǎn)分別連鎖的對(duì)生性狀基因分子標(biāo)記Bnlg1720、Bnlg1175、Umc1627、SCAR312和SCAR442。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子標(biāo)記，其特征是提取H4D、H53和H28三個(gè)近等基因系親本基因組DNA，篩選AFLP、RAPD和SSR多態(tài)性標(biāo)記，對(duì)多態(tài)性標(biāo)記在F2群體中進(jìn)行連鎖分析獲得與對(duì)生位點(diǎn)連鎖的分子標(biāo)記Bnlg1720、Bnlg1175、Umc1627、SCAR312和SCAR442。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子標(biāo)記，其特征是所述連鎖標(biāo)記Bnlg1720、Bnlg1175、Umc1627是位于玉米SSR分子標(biāo)記第1、第2和第8連鎖群上、分別與op1、op2、op3三個(gè)基因位點(diǎn)相連鎖；SCAR3 12是通過(guò)RAPD連鎖標(biāo)記片段測(cè)序轉(zhuǎn)換成SCAR標(biāo)記，它與Op3相連鎖；SCAR442是通過(guò)AFLP連鎖標(biāo)記片段測(cè)序轉(zhuǎn)換成SCAR標(biāo)記，與op4對(duì)生基因位點(diǎn)相連鎖。
4.一種以權(quán)利要求1所述分子標(biāo)記進(jìn)行玉米對(duì)生基因位點(diǎn)輔助選擇的方法，其特征是利用Bnlg1720、Bnlg1175、Umc1627、SCAR312和SCAR442的標(biāo)記譜帶出現(xiàn)與否來(lái)確定op1、op2、op3和op4基因存在與否，以此來(lái)選擇含有不同對(duì)生基因位點(diǎn)的互生自交系。
5.一種玉米對(duì)生雜交組合親本選配的方法，其特征是利用H4D×H53和H4D×H28兩組合親本和F2群體獲得與op1、op2、op3和op4四個(gè)對(duì)生基因位點(diǎn)分別連鎖的對(duì)生性狀基因分子標(biāo)記Bnlg1720、Bnlg1175、Umc1627、SCAR312和SCAR442，通過(guò)標(biāo)記的互補(bǔ)選配親本使F1聚合全部對(duì)生基因而表現(xiàn)為對(duì)生組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是將與四個(gè)互補(bǔ)基因的標(biāo)記分散于不同親本中，每個(gè)親本含有op4純合隱性位點(diǎn)和1-2個(gè)顯性位點(diǎn)，使F1聚合全部4個(gè)基因從而表現(xiàn)出對(duì)生組合。
全文摘要
玉米對(duì)生性狀基因的分子標(biāo)記及其應(yīng)用，其特征是利用對(duì)生自交系H文檔編號(hào)A01H1/02GK1663357SQ200510038489
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2005年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日
發(fā)明者程備久, 朱蘇文, 李展, 謝傳曉, 談應(yīng)權(quán), 葉輝, 程郢 申請(qǐng)人:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)