[发明专利]用于检测玉米Dek6基因的特异性引物及其应用

说明书

本发明涉及一种用于检测玉米Dek6基因的特异性引物及其应用。该特异性引物扩增dek6基因DNA片段的碱基序列为：正向引物从5′端至3′端为：TGGCATACATCCCACTACAGAGCA；反向引物从5′端至3′端为：ATGATCTGAGCACAACGATCTCCGA。利用这个与Dek6基因完全连锁的分子标记能对玉米任何时期和任何组织的DNA进行基因型鉴定，检测杂交育种子代各单株中Dek6基因的存在与否以及杂合或纯合状态。这种检测方法的准确性高，操作简单，为利用Dek6基因的DNA分子标记辅助育种提供重要的技术手段。

技术领域

本发明涉及一种用于检测玉米Dek6基因的特异性引物及其应用。

技术背景

玉米(Zea mays L.)属于禾本科蜀黍属玉米种，为一年生草本植物，起源于中美洲地区，是世界上最主要的粮食作物之一，同时也是重要的工业原料和能源作物。在我国的栽培历史大约有470多年。随着世界经济的发展，作为食品、饲料和燃料的重要来源，玉米的需求量不断在增加，同时也是我国今后一个时期消费需求增长最快的农作物。近年来，玉米深加工业能迅速发展，对畜牧业和养殖业的发展展现出了举足轻重的作用，这对玉米产量和品质的改良与创新提出了更高的要求。

籽粒是玉米主要营养物质合成和储藏的器官，且籽粒大小和饱满程度与玉米的产量息息相关。因此，开展控制籽粒大小及胚乳发育相关基因突变体的研究具有重要理论和应用价值。玉米籽粒含有丰富的淀粉、蛋白和油脂等营养物质，分别占其干重的70-75％、8-10％和4-5％。淀粉和蛋白成分主要存储于胚乳中，因此胚乳是玉米籽粒的重要结构，直接决定玉米的经济价值。在影响籽粒大小和形状的突变体中，常见的表型为籽粒缺陷的defective kernel(dek)突变体、籽粒塌陷的collapsed kernel突变体、籽粒皱缩的shrunken kernel突变体以及小籽粒的small kernel突变体。目前，研究者们已经成功克隆并解析了多个上述表型的玉米籽粒突变体。Miniature1，负责编码细胞壁果糖苷酶，该基因突变后形成小籽粒；Empty pericarp2(Emp2)编码一个热激应答的负调控蛋白，产生皱缩、塌陷及扁平的籽粒；CRINKLY4(CR4)，编码一种受体激酶影响糊粉层细胞的发育命运；Defective kernel(Dek1)编码一个钙离子基因超家族的膜蛋白，通过影响玉米糊粉层的发育而导致缺陷型籽粒的形成；Small kernel 1(smk1)则通过阻断线粒体基因nad7的编辑影响线粒体正常组装与功能，进而对胚的发育产生影响；而拟南芥SLOW GROWTH3(SLO3)也通过调控线粒体nad7内含子2的剪接削弱线粒体功能，并最终影响植株与种子的生长发育；Supernumerary aleurone layers(Sal1)编码一个E类型液泡分选蛋白负调控玉米糊粉层的发育从而形成缺陷型籽粒。

为了提高玉米品质，国内外科研人员利用生物学的方法对玉米的品质进行大量的试验摸索和改造尝试。其基本原理是，以玉米中一些籽粒的突变体为材料，运用分子生物学和遗传学方法对其进行相关基因的克隆和研究，从而借助遗传学的手段提高其营养价值。

Defective kernel 6(简称dek6)是一个典型的籽粒发育缺陷型的突变体。对dek6突变体的遗传学分析表明：dek6是单基因的隐性突变，能够引起玉米的皱缩、塌陷且不透明的小籽粒。籽粒储藏物质生化分析结果表明：与野生型相比，dek6的淀粉和醇溶蛋白积累均有显著变化(特别是非醇溶蛋白含量显著增加)可能直接决定了玉米籽粒的储藏物质积累及营养价值。储藏蛋白直接决定了玉米籽粒蛋白的含量，而醇溶蛋白是籽粒中最主要的储藏蛋白。