[发明专利]一种玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2及其分子内SNP标记与应用

说明书

本发明公开了一种玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2、其表达产物、其克隆引物、其连锁SNP、其可追踪SNP克隆引物。所述玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，编码的蛋白质的氨基酸序列为SEQ ID NO:2所示；玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2分子内SNP标记，其碱基序列特征如SEQ ID NO.5所示。本发明的玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2分子内SNP标记可用于跟踪鉴定玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2，适用于玉米重金属胁迫耐受田间育种的追踪鉴定，玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2应用于玉米育种实践的方法可推广应用于其它重金属胁迫相关基因的鉴定克隆和育种应用。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及一种玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2及其分子内SNP标记与应用。

背景技术

由于人类活动，例如金属加工、采矿、污水灌溉及除草剂和化肥的应用等，土壤重金属和类金属污染已成为一个世界性的环境问题。砷是一种有毒金属元素，已被列为I类致癌物。Wilson等人报道，在土壤中，砷的浓度低于10毫克/公斤，而在一些矿业污染的土壤中，砷的含量高达17400毫克/公斤。由于土壤中的重金属可以被植物体吸收和积累，并通过食物链进入人体，高水平的砷含量可能会给人类健康带来巨大风险。Sharma等人的研究表明，无论成人或儿童，食用砷污染的小麦，都会增加患癌症疾病的风险。食用在富含砷或其他重金属污染的土壤中种植的大米会严重影响血液中重金属的含量。另外，高浓度的砷含量对植物的生长也会产生不利影响，比如会引起侧根的损伤并抑制水分的吸收，进而降低作物的产量。较高的砷含量也会影响一些植物代谢相关的重要过程，如光合作用、蒸腾作用、呼吸作用、叶绿素的合成和核酸的合成等，从而抑制植物生长。因考虑到砷对植物生长的危害和对人类健康的潜在危险，有必要对植物中砷积累和耐受的遗传机制进行研究以减少其对植物的毒害作用以及减少其对人类健康的危害。在先前的研究中，有关砷积累和砷耐受性的相关数量性状位点已经在水稻的不同群体中被定位。此外，砷积累所涉及的各种基因也在不同的物种中被报道，例如，在烟草中，拟南芥的植物螯合肽合成酶1基因的过表达可使根中的砷含量增加。两个有关砷的编码相应谷氧还原蛋白基因的过表达可以减少拟南芥中砷的积累，进而提高拟南芥对砷的耐受性；另外，在酵母中可以通过保持谷胱甘肽含量和调节水通道蛋白显著减少亚砷酸盐的含量。在水稻中，基因编辑CRT传输器对谷胱甘肽的平衡以及砷的耐性也十分重要。有报道称，拟南芥的肌醇翻译基因不仅可以增加酿酒酵母的砷含量，也可以调节拟南芥种子中的砷含量。

发明内容

本发明的目的是提供一种玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2、其表达产物、其克隆引物、其连锁SNP、其可追踪SNP克隆引物。

本发明所述玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2的序列为SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列。

本发明所述玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2编码的蛋白质，其序列为SEQ ID NO:2所示氨基酸序列。

本发明设计了一对扩增所述玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2的克隆引物，其碱基序列特征如SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示。

本发明发掘了玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2分子内SNP标记，其碱基序列特征如SEQID NO.5所示。

本发明设计了一对可跟踪鉴定所述玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2分子内SNP标记的克隆引物，其碱基序列特征如SEQ ID NO.6 和SEQ ID NO.7所示。

本发明的再一个目的是提供所述玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2在玉米遗传育种中的应用及所述玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2分子内SNP标记在玉米遗传育种中的应用。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明通过如下步骤克隆得到玉米砷胁迫抗性基因ZmAsR2：