[发明专利]郑58/opaque2近等基因系中opaque2基因突变位点及其应用

说明书

本发明公开了郑58/opaque2近等基因系中opaque2基因突变位点及其高效分子标记和应用，本申请测序分析发现郑58/o2中o2基因ATG后713bp处缺失10个碱基，ORF预测O2蛋白翻译提前终止。针对突变缺失位点开发基因内共显性分子标记o2‑indel‑1，利用该标记进行回交转育，结果表明o2‑indel‑1与o2突变表型完全连锁，错选率为0。因此opaque2基因突变位点的解析有助于高效分子标记的开发，提高优质蛋白玉米育种选择效率。

技术领域

本发明属于农业生物育种领域，具体涉及一种郑58/opaque2近等基因系中opaque2基因突变位点及其高效分子标记和应用。

背景技术

玉米(Zea mays L.)是世界第一大粮食作物,也是重要的饲料、经济兼用型作物。玉米籽粒的蛋白质含量一般在10％左右，从营养学观点看，普通玉米的蛋白品质比较差。普通玉米中赖氨酸的含量只有0.23％左右，而畜禽通常需要的饲料赖氨酸含量在0.6％-0.8％，目前不足部分需要通过添加较多的合成赖氨酸、豆饼和鱼粉等给予补充，这样极大地增加了饲料的成本。

1964年，Mertz等首次发现玉米opaque2突变体胚乳赖氨酸含量比普通玉米高70％。Opaque2(O2)是一个能够特异调控22kDα-醇溶蛋白表达的转录因子。Opaque2通过结合到醇溶蛋白启动子顺式作用元件O2-box(TCCACGTAGA)，调控22-kDα-醇溶蛋白和15kDβ-醇溶蛋白等的表达。O2是目前鉴定的最主要的醇溶蛋白基因调控转录因子，其它发现的玉米转录因子PBF、OHP和ZmMADS47均与O2相互作用共同调控醇溶蛋白基因的表达。玉米成熟籽粒中α-醇溶蛋白超基因家族分为4个亚家族：Z1A、Z1B、Z1C、Z1D，其中三个基因家族Z1A、Z1B、Z1D编码19kDα-醇溶蛋白，其同源度在75％到95％之间。Z1C家族编码22kDα-醇溶蛋白，其成员基因之间的同源度大约有90％。

利用分子标记进行优质蛋白玉米回交育种，o2供体以及分子标记的选择影响到选择的效率。Chen等(2014)研究发现CA339是一个启动子区域发生突变导致o2基因不表达的突变体，以CA339为o2供体材料，辽2345为受体材料，利用CA339o2基因内分子标记phi057回交转育过程中，发现辽2345/o2-1籽粒表型和醇溶蛋白表达恢复正常表型，结果发现CA339o2基因CDS导入，但是CA339突变启动子序列未导入辽2345，导致辽2345/o2-1中的o2基因在辽2345启动子驱动下正常表达并行使功能。o2基因突变位点的研究以及突变位点完全连锁分子标记的开发将有助于提高优质蛋白育种选择效率。因此我们对本研究室获得的郑58/o2近等基因系的籽粒表型、醇溶蛋白积累以及o2基因突变位点和蛋白质序列进行分析，同时开发高效分子标记，为优质蛋白玉米分子标记辅助育种提供高效分子标记。

发明内容

本发明的目的在于提供一种郑58/opaque2近等基因系中opaque2基因突变位点及其应用。

本发明的另一目的在于提供一种郑58/opaque2近等基因系中opaque2突变基因及其应用。

本发明的又一目的在于提供一种与上述opaque2基因突变位点完全连锁的分子标记及其应用。

本发明的又一目的在于提供一种优质蛋白玉米分子标记辅助育种的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种opaque2基因突变位点，该基因突变位点位于郑58/opaque2近等基因系中opaque2基因ATG后713bp处，并在opaque2基因ATG后713bp处缺失10个碱基。

一种opaque2突变基因，该突变基因在郑58/opaque2近等基因系中opaque2基因ATG后713bp处缺失10个碱基。该突变基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。