[发明专利]一种玉米油份含量相关基因的分子标记的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种玉米油份含量相关的基因的分子标记的应用，属于玉米育种和分子生物学领域。

背景技术

高油玉米的籽粒油份含量超过6％，高油玉米不仅是人类健康食品与优质动物饲料，而且还是重要的工业原料。玉米油富含较多的油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸，对人体健康具有重要作用，因此又称为健康油。同时利用高油玉米籽粒作为饲料可以显著提高牲畜的产肉率。而且高油玉米秸秆富含粗蛋白和其他营养成分，也是食草动物良好的青贮饲料。

玉米籽粒油脂常以三酰甘油(TAG)即在甘油骨架上附连三个脂肪酸的形式存在。其基本过程：乙酰辅酶A经乙酰辅酶A羧化酶(ACCase)催化形成丙二酰单酰辅酶A.这是脂肪酸合成的第一关键步骤，也是调控整个脂肪酸合成的限速步骤。然后脂肪酸合成酶(FAS)以丙二酰单酰辅酶A为底物进行连续的聚合反应，以每次循环增加2个碳链的频率合成酰基碳链。而不断增加的酰基碳链又与酰基载体蛋白(ACP)结合，ACP负责转运脂肪酸合成途径中的中间产物。经过数次聚合反应后，脂肪酸的合成在酰基-ACP硫酯酶或酰基转移酶的作用下终止。终止聚合反应后，不同碳链长度的酰基ACP，在酰基辅酶A合成酶的作用下生成酰基辅酶A，并从质体转运到内质网或胞质中。最后利用储存在胞质中的酰基辅酶A，在内质网中通过3种不同的酰基转移酶(甘油-3-磷酸酰基转移酶GPAT、溶磷脂酸酰基转移酶LPAAT、二酰甘油酰基转移酶DGAT)。在甘油上附连脂肪酸以合成三酰甘油，并储存在不连续分布的亚细胞器油体中。另外，脂肪酸合成后经过不同的修饰方式合成长链脂肪酸和多不饱和脂肪酸。

近年来，随着大量植物全基因组测序的完成，植物基因组学的研究已经呈现出由简单质量性状向复杂的数量性状转移的趋势，特别是大量SNP标记的开发以及生物信息学的迅猛发展，应用关联分析方法发掘植物数量性状基因已成为目前国际植物基因组学研究的热点之一。关联分析(Association Analysis)，又称连锁不平衡作图(LDMapping)或关联作图(Association Mapping)，是一种以连锁不平衡为基础鉴定某一群体内目标性状与遗传标记或候选基因关系的分析方法(Flint-Garcia et al，2003)。跟连锁分析相比，关联分析具有以下优点：(1)连锁分析需要构建基于两亲本杂交的F1衍生群体(F2、BC、RIL等)，关联分析可用现有的群体，大大缩短研究年限；(2)连锁分析每次只能分析同一位点的2个等位基因，关联分析可以同时分析同一位点的多个等位基因；(3)连锁分析所用的群体小，加上群体来自两亲本，在群体内发生的重组次数少，这样往往导致连锁作图的精度低，例如玉米的作图精度一般为10～30cM(Salvi，2005；Flint-Garcia，2005，而关联分析的精度可大大提高，例如玉米自交系的精度为1500bp，达到单基因水平(Remington，2001)。

发明内容

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：

AM508群体：由473个普通玉米自交系和35个高油玉米自交系组成(所述的群体材料，均为常见的玉米市售材料，可通过常规商业渠道购买得到)。候选基因重测序材料：155份我国骨干自交系材料。从授粉15天后的AM508份自交系中随机选择368份自交系，构建200bp大小插入片段文库，采用90bp末端配对的RNA测序技术进行转录组测序。每个个体的reads数为73.8±0.7百万碱基，共产生了2445.9Gb的原始数据。

全基因关联分析：以AM508群体为材料，利用IlluminaMaizeSNP50 BeadChip对56，110个位点进行了基因型检测。从授粉15天后的508份材料中随机选择的368份材料则构建200bp大小插入片段文库，采用90bp末端配对的RNA测序技术进行转录组测序，每个个体的reads数为73.8±0.7百万碱基，共产生了2445.9Gb的原始序列。

使用高质量的SNP，分别对这两个群体采用线性混合模型校正群体层化效应和亲缘关系后与油脂相关性状进行了高密度标记的全基因组关联分析。为了综合这两个群体的结果，本研究研究使用了统一的阈值筛选显著性的位点(建议水平显著性阈值为1/N＝1.78×10^-6以及5％基因组显著性阈值为：0.05/N＝8.94×10^-8)。为了在较多的显著关联信号中鉴定到唯一可能的因果突变基因，计算同一染色体上的显著性信号位点间两两的连锁不平衡，过滤掉r²小于0.02的标记。在定位到的单一的显著性信号中。