本發(fā)明屬于基因工程領(lǐng)域，具體涉及一種檢測(cè)甜玉米籽粒alpha-生育酚含量的shki1基因變異位點(diǎn)及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、甜玉米是一種水果和蔬菜兼用農(nóng)作物，是微量營養(yǎng)素?cái)z入的重要膳食來源。甜玉米粒中富含的維生素e，是人體攝入生育酚和生育三烯醇途徑之一。所有維生素e化合物的結(jié)構(gòu)僅在2,3-二氫苯并呋喃環(huán)上的位置和甲基取代基數(shù)量上有所不同，但它們的生物活性卻有著巨大的差異。維生素e包括8種脂溶性異構(gòu)體(包括生育酚和生育三烯酚)，其中alpha-生育酚具有最高的維生素e活性，對(duì)人體健康最為重要。然而，大多數(shù)作物種子alpha-生育酚含量較低。通過遺傳育種手段，提高甜玉米籽粒組織中alpha-生育酚的含量則顯得尤為重要。

2、基于基因組和群體遺傳學(xué)的方法為解析生育酚合成的遺傳基礎(chǔ)提供了重要機(jī)會(huì)。甜玉米群體豐富的遺傳變異為關(guān)鍵基因的利用提供了有利條件。為在作物中有針對(duì)性地操縱生育酚和生育三烯酚的水平和種類創(chuàng)造了條件。前期研究中，對(duì)玉米籽粒中生育酚含量的連鎖和關(guān)聯(lián)分析為生育酚合成和代謝的遺傳調(diào)控提供了大量重要信息。然而，大多數(shù)影響生育酚組成的主要數(shù)量性狀遺傳位點(diǎn)通常指向vte4，即vte4是玉米中維生素e合成的關(guān)鍵位點(diǎn),對(duì)于其他位點(diǎn)的研究較少，能用于分子標(biāo)記輔助選擇的位點(diǎn)更少。研究結(jié)果顯示，甜玉米與擬南芥有著相似的生育酚和生育三烯酚生物合成途徑，因此借鑒擬南芥中的研究結(jié)果，研究者初步解析了玉米中維生素e合成途徑及相關(guān)基因。根據(jù)先前的報(bào)道，vte4的序列變異解釋了部分alpha-生育酚的表型變異，vte1和hggt1參與了甜玉米粒中生育三烯酚的遺傳調(diào)控。vte4啟動(dòng)子和5’utr區(qū)域的兩個(gè)分子標(biāo)記indel7和indel118已被用于甜玉米育種項(xiàng)目中高alpha-生育酚含量篩選。然而，除vte4，其他用于高alpha-生育酚含量篩選的基因/位點(diǎn)很少應(yīng)用。因此，迫切需要闡明玉米籽粒中維生素e含量的遺傳調(diào)控特點(diǎn)，特別是alpha-生育酚。

3、目前通過遺傳標(biāo)記對(duì)甜玉米中alpha-生育酚含量的預(yù)測(cè)分子標(biāo)記較少。不同的甜玉米種質(zhì)間，alpha-生育酚含量有著豐富的遺傳變異，隨著全基因組測(cè)序價(jià)格的降低，使得利用群體遺傳學(xué)的分析方法(關(guān)聯(lián)分析，連鎖分析等)獲得有效的alpha-生育酚相關(guān)的遺傳標(biāo)記成為可能。在專利“調(diào)控玉米生育酚合成的核苷酸序列及其應(yīng)用”中發(fā)明人在玉米基因組1號(hào)染色體上鑒定到一個(gè)控制生育酚含量的基因zmpor1,并設(shè)計(jì)分子標(biāo)記用于玉米生育酚含量的篩選，然而由于甜玉米種質(zhì)資源的限制，該分子標(biāo)記在甜玉米中并不適用。

4、玉米基因組中snp和indel標(biāo)記基本均勻覆蓋整個(gè)基因組，密度高?？梢澡b定到與功能變異足夠近的snp或indel標(biāo)記，而避免了標(biāo)記因重組等原因失效。對(duì)于snp和indel的檢測(cè)，kasp檢測(cè)技術(shù)具有操作簡單，成本低、周期短等有利特點(diǎn)，非常適合作為分子標(biāo)記分型的技術(shù)手段。通過關(guān)聯(lián)分析挖掘出甜玉米基因組中1個(gè)和alpha-生育酚含量顯著相關(guān)的遺傳變異位點(diǎn)。并開發(fā)了相應(yīng)的kasp分子檢測(cè)標(biāo)記?；诖?，本發(fā)明是基于全基因組關(guān)聯(lián)分析和kasp技術(shù)開發(fā)檢測(cè)甜玉米籽粒中alpha-生育酚含量的分子標(biāo)記，對(duì)于甜玉米維生素e遺傳改良具有重要意義。因此需要一種檢測(cè)甜玉米籽粒alpha-生育酚含量的shki1基因變異位點(diǎn)及其應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種檢測(cè)甜玉米籽粒alpha-生育酚含量的shki1基因。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、所述甜玉米基因組為基因組b73，v5版本，甜玉米基因組2號(hào)染色體shki1基因上游indel位點(diǎn)的應(yīng)用，包括以下indel位點(diǎn)：

4、1)甜玉米基因組2號(hào)染色體的6672723-6672725位置的indel位點(diǎn)，多態(tài)性為agc/-；

5、2)甜玉米基因組2號(hào)染色體的6672770-6672773位置的indel位點(diǎn)，多態(tài)性為ggag/-；

6、所述位點(diǎn)位于玉米基因shki1?5’utr區(qū)域兩個(gè)連鎖的indel位置處，所述位點(diǎn)與shki1基因表達(dá)相關(guān)。

7、進(jìn)一步地，當(dāng)包含所述indel位點(diǎn)序列時(shí)的甜玉米籽粒alpha-生育酚含量相關(guān)的莽草酸激酶基因高表達(dá)，鑒定為甜玉米籽粒中高alpha-生育酚含量；當(dāng)缺失所述indel位點(diǎn)序列時(shí)的甜玉米籽粒alpha-生育酚含量相關(guān)的莽草酸激酶基因低表達(dá)，鑒定為甜玉米籽粒中低alpha-生育酚含量。

8、在另外一個(gè)方面，一種indel變異位點(diǎn)檢測(cè)引物組，包括如seq?id?no：1所示的正向引物；如seq?id?no：2所示的反向引物。

9、在另外一個(gè)方面，一種檢測(cè)甜玉米高alpha-生育酚含量的試劑盒，包括權(quán)利要求3所述的變異位點(diǎn)檢測(cè)引物組。

10、在另外一個(gè)方面，一種高alpha-生育酚含量的甜玉米的篩選方法，包括以下步驟：

11、對(duì)位于甜玉米基因組2號(hào)染色體的6672723-6672725位置及6672770-6672773位置的indel位點(diǎn)的基因型進(jìn)行鑒定，選擇具有插入序列基因型的甜玉米進(jìn)行分子輔助育種，實(shí)現(xiàn)高alpha-生育酚含量甜玉米的選育。

12、本發(fā)明采用上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，最大的特點(diǎn)在于：

13、本發(fā)明利用關(guān)聯(lián)分析技術(shù)，新挖掘和鑒定了甜玉米籽粒中控制alpha-生育酚相關(guān)的indel位點(diǎn)和相關(guān)的shki1基因，補(bǔ)充和豐富了甜玉米籽粒alpha-生育酚含量分子鑒定的遺傳位點(diǎn)。

14、本發(fā)明基于莽草酸激酶(shki1)基因5’utr區(qū)域中兩個(gè)序列變異位點(diǎn)開發(fā)的相應(yīng)sanger測(cè)序分子標(biāo)記。可以快速對(duì)甜玉米進(jìn)行基因分型，適合高通量檢測(cè)，該位點(diǎn)將極大地促進(jìn)未來高alpha-生育酚含量的甜玉米生物強(qiáng)化育種。

技術(shù)特征：

1.甜玉米基因組2號(hào)染色體上基因shki1位點(diǎn)的應(yīng)用，所述甜玉米基因組為基因組b73，v5版本，其特征在于：同時(shí)包括以下兩個(gè)indel位點(diǎn)：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于：當(dāng)包含所述indel序列時(shí)，基因shki1高表達(dá)，鑒定為甜玉米籽粒中高alpha-生育酚含量；當(dāng)不包含所述indel序列時(shí)，基因shki1低表達(dá)，鑒定為甜玉米籽粒中低alpha-生育酚含量。

3.一種變異位點(diǎn)檢測(cè)引物組，其特征在于：包括如seq?id?no：1所示的正向引物；如seqid?no：2所示的反向引物。

4.一種檢測(cè)甜玉米籽粒組織中高alpha-生育酚含量的試劑盒，其特征在于：包括權(quán)利要求3所述的變異位點(diǎn)檢測(cè)引物組。

5.一種高alpha-生育酚含量的甜玉米的篩選方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種檢測(cè)甜玉米籽粒alpha?生育酚含量的shki1基因變異位點(diǎn)及其應(yīng)用，同時(shí)包括以下兩個(gè)InDel位點(diǎn)：1)甜玉米基因組2號(hào)染色體的6672723?6672725位置的InDel位點(diǎn)，多態(tài)性為AGC/?；2)甜玉米基因組2號(hào)染色體的6672770?6672773位置的InDel位點(diǎn)，多態(tài)性為GGAG/?；所述位點(diǎn)位于玉米基因shki1?5’UTR區(qū)域兩個(gè)連鎖的InDel位置處，所述位點(diǎn)與alpha?生育酚含量相關(guān)。本發(fā)明利用關(guān)聯(lián)分析技術(shù)，新挖掘和鑒定了甜玉米籽粒中控制alpha?生育酚相關(guān)的序列變異位點(diǎn)和相關(guān)的基因，并開發(fā)了相應(yīng)的檢測(cè)方法，補(bǔ)充和豐富了甜玉米籽粒alpha?生育酚含量分子鑒定的遺傳位點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：李坤,朱文廣,李高科,祁喜濤,謝利華,文天祥,于永濤,胡建廣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10