[发明专利]调控玉米叶片衰老的主效QTL及其分子标记和应用

说明书

本发明涉及调控玉米叶片衰老的主效QTL及其分子标记和应用，属于分子遗传育种领域。所述的主效位点Stg3和Stg7具有调控玉米叶片衰老的功能，分别位于玉米的第3号和第7号染色体上，与它们连锁的分子标记分别为M36、A‑3‑11和A‑7‑6、A‑7‑7。本发明所述分子标记在筛选和鉴定具有叶片衰老延缓特性的玉米资源以及精细定位QTL中的目标基因中具有重要的应用价值，为分子遗传育种中延长作物叶片光合作用功能期提供了重要的候选位点。

技术领域

本发明涉及调控玉米叶片衰老的主效QTL及其分子标记和应用，属于分子遗传育种领域。

背景技术

在叶片发育的最后阶段，衰老是养分转移的一个重要过程，对保证作物产量起着至关重要的作用。叶片衰老的起始与叶龄相关(Jing,H.C.,Hille,J.,Dijkwel,P.P.,Ageing in plants:conserved strategies and novel pathways.Plant Biology,2003,5,455-464)，除此之外，各种生物或非生物胁迫，如病原菌侵染、干旱胁迫和黑暗胁迫也能诱导叶片衰老(Guo,Y.,Gan,S.S.,Convergence and divergence in gene expressionprofiles induced by leafsenescence and 27senescence-promotinghormonal,pathological and environmental stress treatments.Plant Cell and Environment,2012,35,644-655)。这一过程中伴随着许多生理生化和分子水平的变化，如叶绿素的降解，光合膜系统的破坏，源库关系的改变和成千上万的衰老相关基因(senescence-associatedgenes,SAGs)的表达。适时延缓叶片衰老是延长叶片功能期、提高作物产量的有效手段。已有研究发现，延缓叶片衰老可以使玉米平均增产0.29吨/公顷(Zhang J.,Fengler K.A.,VanHemert J.L.,Gupta,R.,Mongar,N.,Sun,J.,Allen,W.B.,Wang,Y.,Weers,B.,Mo,H.,Lafitte,R.,Hou,Z.,Bryant,A.,Ibraheem,F.,Arp,J.,Swaminathan,K.,Moose,S.P.,Li,B.,Shen,B.,Identificationand characterizationofa novelstay-green QTLthatincreases yield in maize.Plant Biotechnology Journal,2019,17,2272-2285)，水稻平均增产10％(Mao,C.,Lu,S.,Lv,B.,Zhang,B.,Shen,J.,He,J.,Luo,L.,Xi,D.,Chen,X.,Ming,F.,A rice NAC transcription factor promotes leafsenescence via ABAbiosynthesis.Plant Physiology,2017,174,1747-1763)，小麦平均增产6-28％(Christopher,J.T.,Manschadi,A.M.,Hammer,G.L.,Borrell,A.K.,Developmental andphysiological traits associated with high yield and stay-green phenotype inwheat.Australian Journal of Agricultural Research,2008,59,354-364)。因此，阐明叶片衰老的分子机制对作物育种具有重要意义。

玉米(Zea Mays)是我国的主要粮食作物，也是重要的工业原料和饲料来源。极端天气的频发，诱发叶片早衰或死亡，造成减产乃至绝产。因此，培育衰老延缓的玉米种质是稳产的重要保障。测序技术和分子标记辅助育种技术的发展，为深入挖掘控制玉米叶片衰老的主效QTL及其应用奠定了基础。