[发明专利]玉米分子标记及其在检测玉米耐盐相关性状中的应用

说明书

本发明公开了一种玉米分子标记及其在检测玉米耐盐相关性状中的应用。本发明还提供了检测该分子标记及其所对应的耐盐相关性状的引物对和方法。以玉米基因组DNA为模板，采用该引物对进行PCR扩增所得产物即为该分子标记。实验证明，该分子标记可用于玉米耐盐相关性状的检测、耐盐个体和/或盐敏感个体的选择和分子标记辅助的玉米育种，加速玉米耐盐材料选育进程。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种玉米分子标记及其在检测玉米耐盐相关性状中的应用。

背景技术

玉米是我国一大重要作物，也是集粮食、经济、饲料、工业用途于一体的多元作物。目前，我国约有1亿余亩盐碱地有待开发利用，分布在环渤海、东北、西北多地，其光热条件十分适合玉米生长，如果能够提高其耐盐能力，将有助于玉米产量在轻微盐碱耕地的稳定和播种面积向低度和中度盐碱地的拓展，从而突破盐碱地对玉米种植的约束，开发这些土地蕴含的生产潜力。

前人研究显示，在盐胁迫下，植物体会产生一系列的反应以缓解和适应胁迫对其造成的影响，例如植物通过离子外排、离子区隔化等离子运输方式减轻离子毒害作用，通过合成可溶性渗透调节物质减缓渗透胁迫，通过启动氧化防御体系来抵御氧化胁迫等。

其中，离子运输是决定植物耐盐能力的根本因素。植物为尽量降低细胞内钠离子的浓度，主要会采取三种措施(Niu X et al.，1995)：一是尽量避免钠离子由外部环境进入到细胞内；二是将已经进入细胞质内的钠离子泵出到细胞质外；三是将钠离子区隔化，如贮存在液泡和囊泡中。以上三种措施都需要转运蛋白才能实现，例如植物在高盐条件下启动特异的高亲和K⁺吸收系统来限制Na⁺的内流；并通过Na⁺/H⁺逆转运蛋白将细胞质内的Na⁺外排或区隔化。这些跨膜蛋白通过在细胞质膜和多种细胞器膜上进行离子交换来维持细胞内的pH和离子稳态(Chanroj S et al.，2012)。

高亲和钾转运蛋白(HKT，high-affinity K⁺transporter)目前已在拟南芥、水稻、玉米、小麦、大麦等多种植物中被发现(Rus A et al.，2004；Garciadeblas B et al.，2003；Cotsaftis O et al.，2012；刘允军等，CN201410838479.6；刘允军等，CN201410837383.8)，它们对植株的耐盐能力起到了重要作用。尤其是在水稻中，通过QTL定位的方式克隆到了一个HKT基因OsHKT1；5，其编码蛋白介导了Na⁺由木质部到薄壁细胞的运输，从而使Na⁺经由皮层、表皮向外运输，最终被排放到土壤中，由此增强了水稻的耐盐性(Lin HX et al.，2004；Ren ZH et al.，2005)。将该基因通过分子标记辅助方法回交导入水稻盐敏感优良品种，可显著提高其耐盐能力，在分子育种中具有良好的应用前景。在玉米中，利用重组自交系群体图位克隆了编码玉米HKT1蛋白的基因(Zhang M et al.，2017)，并开发了基于两亲本之间该基因序列差异的分子标记。