[发明专利]一种玉米矮秆基因及其分子标记

说明书

本发明公开了一种玉米矮秆基因，所述矮秆基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，并公开了如SEQ ID No.2所示的该矮秆基因编码的蛋白。还公开了该矮秆基因的CAPS分子标记，该分子标记可用于该本发明矮秆基因的早期辅助选择。本发明还公开了一种核苷酸序列如SEQ ID No.7所示的玉米矮秆相关基因。本发明玉米矮秆基因降低玉米株高效果显著，且未与不良性状连锁，拓宽了玉米的矮秆种质基础，为矮秆育种提供了一个新途径；其次，本发明发明矮秆基因由单隐性基因控制，育种方法简单，并可通过CAPS标记进行辅助选择，加快育种速度；此外，本发明提供一种玉米矮秆相关基因，可通过基因编辑手段创造更多的矮秆基因，大大扩展了矮秆基因的数量。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种玉米矮秆基因；还涉及该矮秆基因的分子标记。

背景技术

玉米是重要的粮饲兼用作物，还是重要的工业原料。随着人们生活水平的提高，玉米产量早已远远不能满足日益增长的需求，因此提高玉米产量一直是玉米育种者努力追求的目标。通常增加种植密度是提高玉米单产的重要途径，但是种植密度过大会往往会导致植株茎秆直径变细，以及株高与穗位高增加，当玉米在拔节期至成熟期遇到大风暴雨时，田间倒伏率就会显著增加，进而造成严重的产量损失。与高秆玉米相比，矮秆玉米抗倒伏性强，具有更强的耐肥性和耐密性，有利于提高单产；同时矮杆玉米株型紧凑，利于机械化种植和收割，因此，矮化育种是提高玉米种植密度，进而提高玉米单产的重要途径。

控制玉米矮秆的基因包括多基因和单基因两类，多基因控制的矮秆性状由于受环境影响大而难以在育种上应用，而单基因控制的矮秆性状因其遗传简单，且不受环境影响，适于在玉米矮秆育种上应用。已经发现的玉米矮秆基因至少有60多个，其中单基因控制的矮秆体系中大多数是隐性基因，如br1、br2、bv1、ct1、ct2、d1、d2、d3、d5、d6、d12、mi、na1、na2、na3、py1、py2、rd1、rd2、yd、clt-1、td1、wrp1、dm1、及d2003等；仅有D8、D9、Dt、D8-1023、D*-10、D11等少数几个是显性基因。但是由于绝大部分单基因控制的矮秆性状与不良性状基因紧密连锁，因而难以在育种中应用。当前玉米矮秆育种中应用比较广泛的矮秆基因是br2基因，但是br2基因型玉米也具有一些难以克服的不良性状，如植株节间短、叶片密集重叠、雌雄不协调、授粉不良和解释不好等(崔绍平.中国种业，2014年第12期)，因而限制了br2基因的应用，亟需寻找新的玉米矮秆基因资源。

玉米近缘野生种属由于长期的自然进化，具有丰富的遗传多样性，也可能存在矮秆基因，但是由于存在生殖隔离，玉米近缘野生种属和栽培玉米杂交通常不能结实，致使玉米近缘野生种属的优良性状难以转育到栽培玉米中。

MTF-1(Tripsazea creammaize T.2n＝76)是四川农业大学育成的含有玉米、摩擦禾和四倍体多年生类玉米全套染色体的玉米异源六倍体(苏月贵，四川农业大学硕士论文，2009)，其雌穗可育，而且用玉米、摩擦禾或四倍体多年生类玉米作为父本给其授粉，均能产生少量后代，解决了玉米近缘种属间的生殖隔离问题。因此，以MTF-1为桥梁材料，可以将野生资源中的优良性状转移到玉米中。

经检索，未发现利用玉米异源多倍体研究和发现玉米矮秆基因的报道。

发明内容

本发明人在利用玉米异源多倍体MTF-1进行回交育种时意外发现后代中出现矮秆植株，进一步研究发现该矮秆性状可遗传，且为单隐性基因控制；更进一步发现，该矮秆性状未和不良性状连锁，在育种上有广阔的应用前景，本发明就是在此意外发现基础上实现的。

针对目前玉米优良矮秆基因资源缺乏的问题，本发明目的在于提供一种新的玉米矮秆基因。

本发明另一目的在于提供上述玉米矮秆基因的用途。

本发明第三目的在于提供上述玉米矮秆基因的CAPS标记。

本发明第四目的在于提供一种玉米矮秆相关基因在培育玉米矮秆品种上的用途。