[发明专利]用于快速鉴定玉米单倍体的荧光诱导系的标记基因以及荧光诱导系的构建方法

说明书

本发明公开了一种用于快速鉴定玉米单倍体的荧光诱导系构建的标记基因，其核酸分子为如下(a)或(b)或(c)的基因：(a)其编码序列是SEQ ID NO：1和/或SEQ ID NO：2所示的cDNA分子或基因组DNA分子；(b)与(a)限定的任一核苷酸序列具有75％或75％以上同一性；(c)在严格条件下与(a)或(b)限定的核苷酸杂交，且任一基因在玉米胚中表达量高，而在胚乳中表达量低甚至不表达。本发明的方法构建的单倍体诱导系中，荧光的激发波长是与手持荧光鉴别系统相配套的，可以在幼胚发育的各个时期检测荧光信号进行单倍体的鉴定，大幅提高了单倍体的鉴定效率。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一用于单倍体高诱导率诱导系构建的标记基因以及构建方法。

背景技术

玉米是世界上三大粮食作物之一，也是中国的第一大粮食作物。玉米育种的核心技术在于杂种优势的利用。在我国，玉米播种面积的97％以上使用的都是玉米杂交种。玉米杂交育种的关键在于快速获得性状优良且稳定的纯系亲本。传统育种过程中，需要多代的轮回选择，杂交与自交的过程，才能够将某一种优良性状稳定下来，进而获得纯系。自交系的选育周期长、效率低，无法适应当今育种产业化的激烈竞争要求。在现代玉米品种选育的过程中，转基因技术、分子标记辅助选择育种技术和单倍体的育种技术为三种常用辅助加速选育纯系的方法。其中，基于单倍体诱导系的单倍体育种技术具有操作简单，耗时短，能够快速纯合目标基因，节省人力物力等优势，可以快速获得DH系，大大缩短了育种年限。

玉米ig基因已经定位在三号染色体的长臂上，它编码了一个LOB蛋白，可能在细胞增殖和分化过程中起作用。该基因的突变体出现异常的时期是在胚囊减数分裂的多核细胞时期，由于不是所有胚囊中的核都进行第三次分裂，从而形成额外的卵细胞、极核和助细胞，进而产生了多胚、卵细胞无核、单倍体、异雄核和败育籽粒等特殊现象。当其“卵细胞”与父本中两个精细胞之一融合后，由于该胚囊中的卵细胞没有细胞核，精子直接发育成为了胚胎，而形成了只有父本染色体的单倍体。当其作母本时，以普通玉米材料为父本进行杂交，在其后代果穗中就含有一定比例的父本单倍体或母本单倍体；通过后代不断的人工育种选择，这种单倍体的诱导率能够达到1％-2％。但是它在产生父本单倍体的同时也会产生母本单倍体，所以在育种工作中此方法难以大范围推广。

而如今，在玉米上应用最为广泛的是通过父本诱导系诱导杂交种产生母本单倍体。早在1959年，科学家们发现了一种诱导率可以达到1％-2％的诱导系Stock6。这一比例将自发突变单倍体的0.1％的比例提高了近十倍。近些年来，人们以Stock6作为亲本材料，经过后代回交、杂交等过程后，选育出诱导率有了显著提高的诱导系。例如WS14、RWS和CAU5等。玉米单倍体诱导系的使用优势是可以快速获得纯合的二倍体，那么就离不开幼胚加倍的过程，目前的研究中，最为常用的是以授粉后11天的玉米幼胚进行组织培养，待愈伤形成后移栽大田，通过田间表型判断是否为单倍体，同时为单倍体加倍，得到DH系用于生产。而早期幼胚中由于无法鉴别单倍体，所以需要将每个果穗上全部幼胚剥离培养，如果想要得到比较大的DH系群体，那么前期组织培养的工作量是巨大的。

但是针对现有的研究来说，很多已有的荧光诱导系，均需要借助于荧光显微镜来完成，但是荧光显微镜的使用环境具有局限性，不能带到田间使用，且成本较高。同时，也有一些荧光诱导系由于荧光强度较强，靠肉眼可以识别出一些微弱的颜色。但由于这样的材料与母本材料杂交时，有些荧光强弱受到母本材料的影响而影响鉴别的准确度。

发明内容

为此，本发明提供用于单倍体高诱导率诱导系构建的标记基因以及荧光诱导系的构建方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种用于快速鉴定玉米单倍体的荧光诱导系构建的标记基因，其核酸分子为如下(a)或(b)或(c)的基因：

(a)其编码序列是SEQ ID NO：1和/或SEQ ID NO：2所示的cDNA分子或基因组DNA分子；