[发明专利]一种玉米耐受盐胁迫导致的渗透胁迫的基因、分子标记和应用

说明书

本发明公开了一种玉米耐受盐胁迫导致的渗透胁迫的基因、分子标记和应用；所述基因，其编码核苷酸序列选自：(a)SEQ ID No.1所示的序列；(b)SEQ ID No.1所示的序列经取代、缺失和/或增加一个或多个核苷酸且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列。在此抗盐QTL基因内，鉴定了一个位于其内含子上在抗感材料间存在差异的缺失标记。该标记与玉米抗盐性连锁，可作为玉米抗盐分子标记，本发明提供了检测该抗盐分子标记的引物和方法。由于玉米抗盐属数量性状遗传，表型分析耗时费力，本发明所述的QTL基因、分子标记、化合物和引物可以应用于玉米的抗盐育种。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种玉米抗盐相关基因、分子标记和应用。

背景技术

盐胁迫分布广泛，对植物的生长发育，农民的生产生活都产生了重要影响。全球大约有8亿多公顷的土地存在含盐量过高的状况(Munns and Tester,2008)，且面积还有继续扩张的趋势(Yang and Guo,2018)。我国有六个主要的玉米种植区，其中黄淮海平原夏播玉米区、北方春播玉米区、西北内陆玉米区总产占全国产量的80％，而这三个玉米主产区处于土地盐碱化较严重的地域(王志强，2017)。盐渍化的土壤会影响玉米的生长,导致发育缓慢、叶片发黄、产量下降，严重时甚至死亡。玉米作为我国重要的经济作物和粮食作物被广泛种植，土地盐碱化会严重影响玉米的产量，因此，深入研究玉米抗盐机制，培育优良耐盐品种，是实现农业可持续化发展的重要环节。

盐胁迫主要是由土壤中高浓度的钠离子和氯离子造成的，一般来说，主要分为渗透胁迫和离子胁迫，且渗透胁迫在较早期出现(Munns and Tester,2008)。土壤或水中高浓度的盐会产生渗透胁迫，过多的盐导致根部的水势降低，植物吸收水分的能力下降，(Hasegawa et al.,2000)，导致植物水分缺失(Yang and Guo,2018)。而离子胁迫主要来源于植物细胞内离子的毒害作用。植物响应盐胁迫存在多种机制，主要分为两个层面：离子稳态的调控和代谢物及细胞活性的调控(Yang and Guo,2018)。近年来玉米抗盐机制的研究主要集中在离子稳态的调控，如HKT家族的离子转运体NC1,能够调控玉米中Na⁺的转运(Zhang et al.,2018)，NC2能够调控玉米中K⁺的转运(Cao et al.,2019)，进而影响玉米的抗盐性。植物在长期进化的过程中形成了一系列响应盐胁迫的机制，除了有各种转运体会将离子运出体外或区域化，还会形成例如糖、脯氨酸、甜菜碱等代谢物质维持膨压。现有的研究表明，植物受盐胁迫时,甜菜碱的浓度迅速升高,保持细胞质与液泡之间渗透平衡,避免细胞脱水(Chen and Murata,2008)。脯氨酸通过增加细胞渗透压变化、活性氧解毒、保证膜的垂直度和酶/蛋白质的活性调节来保护植物免受胁迫(Kavi Kishor andSreenivasulu,2014)。而玉米中盐诱导的渗透胁迫相关的机制还不是很清楚。

在胁迫条件下，通过生物信息学方法，寻找标志代谢物，利用标志性代谢物，探寻相对应的抗盐基因型，并开发分子标记，是实现作物改良的一个新的途径。由于代谢物的鉴定、代谢检测方法和流程的一些不确定性(Chen et al.,2016；Copenhaver et al.,2012；Deng et al.,2017；Wen et al.,2014)，使得相关研究进展缓慢。希望随着研究方法和相关研究的不断发展，多组学运用能为植物抗盐研究做出更大贡献，为作物改良提供更多可能(Fang et al.,2016；Kumar et al.,2017)。

发明内容

为了克服现有技术的不足：

一方面，本发明提供一种玉米抗盐相关基因，所述基因其编码核苷酸序列选自：

(a)SEQ ID No.1所示的序列；

(b)SEQ ID No.1所示的序列经取代、缺失和/或增加一个或多个核苷酸且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列。