[发明专利]一个玉米中胚轴长的constitutive QTL及其分子标记与应用

说明书

本发明属于分子生物学领域，具体涉及一个调控玉米中胚轴长的constitutive QTL，命名为cQMES4，及其分子标记与应用。此cQMES4的分子标记，由umc1869和umc1775两对SSR分子标记引物组成。本发明的SSR分子标记进行辅助选择具有长中胚轴特性的耐深播玉米材料时，只需要检测SSR分子标记的特征条带即可预测玉米材料的耐深播性强弱，其鉴定方法易于操作，简单可行，选择效率高，在玉米耐深播育种领域应用潜力巨大，进而保障了旱区玉米生产安全。

技术领域

本发明属于玉米分子遗传育种领域，具体涉及一个玉米中胚轴长的constitutiveQTL (cQTL)，即cQMES4及其分子标记与应用。

背景技术

玉米播种时由于土壤含水量和降水量低，导致玉米播种后种子不能及时吸收土壤水分萌发出苗，出苗时间明显延长，出苗率显著降低，甚至出现粉种，苗期缺苗断垄现象严重，最终玉米严重减产。在长期农业实践中，位于墨西哥西部及美国西南部旱区的印第安人广泛种植了播深可达30cm“P1213733(Komona)”玉米品种(Zhao等,2021)，我国西北旱区也推广种植了播深可达26cm的“40107”玉米品种(赵小强和钟源,2021)，这些耐深播玉米品种在干旱及半干旱地区深播后具有出苗率表高，植株长势良好，抗旱性强及丰产性高等诸多优点，有效保障了旱区玉米生产安全。

不同作物的耐深播性是由不同组织器官伸长决定的。如小麦(Triticum aestivumL.)和大麦(Hordeum vulgare L.)主要通过伸长胚芽鞘(coleotiple)和第一叶鞘(firstinternode)实现种子深播出苗的(Takahashi等,2001；Mohan等,2013)，而玉米(Zea maysL.)和水稻(Oryza sativa L.)主要是借助中胚轴(mesocotyl)显著伸长决定其耐深播性的(Zhao等,2021；Lee等,2012)。此外，不同作物的耐深播性是一个极其复杂的数量遗传特性，受多个微效基因及与环境互作的共同调控(Zhang等,2012)。由于受作图群体遗传背景、大小与类型、高通量测序技术与分子标记及分子标记密度等的限制，目前在这些作物上定位到的贡献率高且具有育种应用价值耐深播性状constitutive QTL(cQTL)位点十分有限，其限制了作物耐深播抗旱分子标记辅助选择(marker assisted selection,MAS)育种的发展与应用，进而明显延长了优良耐深播抗旱新品种的培育周期。

发明内容

本发明旨在提供一个采用常规QTL定位及极端混池分析(bulked-segregationanalysis, BSA)技术，并结合分子生物信息学方法，挖掘出在多个播深环境下不同遗传背景群体中调控玉米耐深播性状，特别是调控玉米中胚轴长的cQMES4及其SSR分子标记。进而本发明提供了一种辅助选择具有长中胚轴特性优良耐深播玉米的方法。此外，本发明还提供了一种调控中胚轴长cQMES4的分子标记在玉米耐深播育种中的应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

1、玉米中胚轴长cQMES4的SSR分子标记引物，包括umc1869和umc1775两对SSR 分子标记引物，SSR分子标记引物序列如下：

如序列表SEQ ID NO：1和SEQ ID NO：2所示，所述SSR分子标记引物umc1869的序列为：

Forward:5’-CGAGCGCTCTAGACACGATTTT-3’；

Reverse:5’-GAACTGGAGGAGCGAGCATGTAT-3’；

如序列表SEQ ID NO：3和SEQ ID NO：4所示，所述SSR分子标记引物umc1775的序列为：

Forward:5’-GGAACTCCGTCAAAATCCCATC-3’；

Reverse:5’-GAGGACAACGCTGCTATTCTCG-3’；