[发明专利]玉米苗期耐渍主效QTL qWT7.02的获得及其分子标记引物的开发及应用

说明书

本发明属于分子生物学领域，公开了玉米苗期耐渍主效QTL qWT7.02的获得及其分子标记引物的开发及应用。本发明提供了控制玉米苗期渍水存活率的主效QTL qWT7.02，其包含两个主效位点，分别将其命名为qWT7.02a和qWT7.02b，其中与qWT7.02a紧密连锁的分子标记引物为:Indel‑29F：TCTTAACACCCAGCATCACG和Indel‑29R:CGCACTTGGTTCTCGTTCTT；与qWT7.02b紧密连锁的分子标记引物为：Indel‑46F：AGAAGCCATCAGGACTGCATAIndel‑46R：TCTGCCTCTTCCTCCATTGT。两个位点均为控制耐渍表型变异的主效QTL位点，解释的表型贡献率分别为23%和25.8%，与之紧密连锁的分子标记Indel‑29,Indel‑46可用于玉米苗期耐渍性状分子标记辅助选择育种。

技术领域

本发明属于分子生物学领域，具体涉及玉米苗期耐渍主效QTL qWT7.02的获得及其分子标记引物的开发及应用。

背景技术

玉米是一种对涝渍胁迫敏感的旱地作物，中国南方玉米带在正常的栽培季节中，苗期易遭低温春雨，花期常遇持久梅雨，在排灌系统不良及地下水位高的土壤环境中，玉米根系长期处于低氧状态，渍害已严重制约了南方玉米稳产、高产和种植面积的扩大；在中国玉米主产区山东及河北两地，2012-2018年渍害胁迫导致大面积的玉米减产35％左右。由于涝渍条件下根系中氧气的可用性对植物的生存至关重要，因此植物进化出了一系列适应特性，确保气体交换，同时避免氧气损失(Colmer and Voesenek 2009)。玉米中已知的耐渍QTL主要与适应性、形态和生物量相关性状相关，包括14个与根通气组织的形成相关的QTL，分布在除第4和第6之外的其他染色体上，利用玉米深根自交系B73和浅根系大刍草，将控制第二结根的QTL定位在第4、第7和第10染色体上，控制第三结根夹角的QTL定位在第2、第4和第7 染色体上(Mano and Omori 2008；Mano et al.,2007,2008,2012)，2个与不定根形成相关的QTL定位在第4和第8染色体上(Mano et al et al.,2005)，1个与径向氧损失屏障的形成相关的QTL定位在第3染色体上(Watanabe et al.,2017)。玉米对涝渍的不同耐受性直接影响根、茎的生长和叶片的衰老。渍水胁迫下，已鉴定18个QTL影响根长、24个QTL和苗高相关(Os man et al.,2013；Qiu et al.,2007)，2个QTL和涝渍叶损伤(LI)相关(Mano etal.,2006； Mano and Omori 2013)，这些变化最终会影响与生物量相关的性状。许多与生物量性状相关的QTL也在玉米渍水胁迫中得到了鉴定和定位，包括6个根鲜重相关QTL、14个根干重相关QTL、3个地上部分鲜重相关QTL、15个地上部分干重相关QTL和11个总干重相关QTL (Mano et al.,2006；Omori and Mano 2007；Osman et al.,2013；Qiu et al.,2007)。此外，在大田淹水环境下，超过14个与产量性状相关的QTL被鉴定，涉及根系倒伏、气生根生成和茎倒伏(Zaidi et al.,2015)。近年来，余等利用全基因组关联分析，结合368个玉米自交系正常生长和淹水胁迫下的表型相对值，在玉米基因组上鉴定16个位点和耐渍性相关联(Yu et a l.,2018)，通过正向遗传方法克隆了叶损伤表型相关的候选基因GRMZM2G110141，其优良的单倍型可直接应用于育种实践(Yu et al.,2018)，同时基于反向遗传学鉴定到了玉米第一个影响渍水存活率变异的乙烯响应因子ZmEREB180(Yu et al.,2019)。