[发明专利]一种检测Wx1分子标记及应用于甜糯玉米选育的方法

说明书

本发明属于植物生物技术领域，具体涉及一种快速选育鲜食玉米中Wx1基因糯质玉米自交系特异性分子标记的开发，并将其应用于创制甜糯双隐性纯合玉米自交系的方法。本发明所提供HRM(High‑Resolution Melting Curve Analysis)方法用于检测Wx1的分子标记引物，结合甜糯玉米选育以及利用所述引物进行检测鲜食玉米自交系的分子标记方法，在玉米育种、科研、生产实践中具有广阔的应用前景。利用此标记可以提高Wx1基因在分子标记辅助选择育种、基因聚合育种，以及快速选育甜糯双隐性基因的鲜食玉米自交系等。

技术领域

本发明属于植物生物技术领域，具体涉及一种选育鲜食玉米自交系调控Wx1糯质基因的特异性分子标记的开发和利用所述分子标记快速选育优良鲜食甜糯玉米自交系的方法。

背景技术

随着人们对鲜食玉米的喜爱和消费需求日益增强，鲜食玉米种植面积逐年扩增。市场对鲜食玉米的需求，不仅仅停留在鲜食玉米的商品外观性、贮运能力上，更是对优质口感提出了更高的要求。甜糯玉米是近年来我国最具发展潜力的新型鲜食玉米，由于糯中带甜，甜度适中的独特口感，广受消费者的喜爱，2018年种植面积已超过200万亩，这引起了育种家们对鲜食甜糯玉米自交系选育的重视。

在玉米(Zea mays L.)中，已经有不同淀粉突变体的相关研究，并在其功能上取得了重大进展，比如Ae1[1]、Su1[2]、和Waxy1(Wx1)[3,4]。其中，Wx1基因编码颗粒结合型淀粉合成酶，在拟南芥和谷物已有相关应用研究。若Wx1基因缺失，胚乳中直链淀粉含量将急剧降低，从而形成具有糯性的糯玉米子粒。而甜糯玉米的子粒，由于甜质相关基因位于淀粉合成途径上游，在甜质基因隐性纯合时，直链淀粉合成受阻，从而使糖度含量升高，而淀粉含量降低，此时的子粒即使Wx1为隐性纯合也无法判定出糯性性状[5]。通常情况下，育种家们可以利用多个材料进行杂交测配，再从多代群体中反复观察甜子粒和糯性子粒分离比是否符合孟德尔定律，再推断该材料是否为甜糯玉米自交系，采用这种方式选育甜糯玉米，不仅耗时、费力、效率低，同时容易产生基因连锁累赘而影响甜糯玉米本身的口感，很难选育新的甜糯玉米品种。因此，建立科学、实用、便捷的鲜食甜糯玉米的鉴别方法对于快速选育甜糯玉米具有十分重要的应用价值。

至今为止，对鲜食甜糯玉米基因的鉴定，主要采用聚合酶链式反应(PCR)产物测序分析、限制性片段长度多态性扩增(RFLP)、简单重复序列(SSR)等方法。但PCR方法存在对基因灵敏度低的缺点，容易受到假阳性的影响，检测结果存在不确定性，而RFLP、SSR方法实验操作繁琐，实验过程较为费时、费工，不适于大规模的鲜食玉米育种。因此，开发一种简便实用、低成本、高通量的分子标记方法克服现有技术的不足，具有重要意义。

高分辨率熔解曲线分析(High-Resolution Melting Curve Analysis，HRM)是一种针对单核苷酸多态性、突变研究及鉴定的工具，具有操作简单、快速、成本低、鉴定结果准确等特性。在植物分子育种中，可对突变扫描、基因分型、基于特定基因的种质资源鉴定以及功能标记开发等方面实现理想的应用价值。

根据Wx1的序列，结合HRM方法，开发与Wx1基因的分子标记，并建立中高通量辅助选育体系，能够大大提高鲜食玉米自交系选育的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用分子标记快速、准确检测鲜食玉米糯质基因Wx1的方法，并提供一种结合高分辨率熔解曲线分析(High-Resolution MeltingCurve Analysis,HRM)用于检测鲜食玉米糯质基因Wx1的分子标记引物，所述引物根据Wx1基因序列的基因特异性单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism，SNP)设计，可以结合HRM用于Wx1基因的辅助选择，并利用所开发的分子标记快速选育甜糯双隐性基因的鲜食玉米自交系，用于提高鲜食玉米的选育效率，进而推进鲜食玉米的育种进程和生产应用以满足日益增长的市场需求。