一种与玉米籽粒大小和粒重相关的分子标记及其应用

本发明属于生物，具体涉及一种与玉米籽粒大小和粒重相关的分子标记及其应用。

背景技术：

1、玉米产量是一个复杂的数量性状。由于产量性状遗传力相对较低，易受非遗传因素的影响，对其进行遗传研究和改良较为困难，而其构成因子则具有较高的遗传力和稳定性。选择产量构成因子进行研究更有利于解析产量性状复杂的遗传机理。粒重是籽粒产量的重要构成因子，对玉米的产量形成至关重要。籽粒大小是粒重的主要决定因素，籽粒大小主要由籽粒长度、籽粒宽度和籽粒厚度等籽粒形状特征决定。大量的研究表明，玉米籽粒粒长、粒宽、粒厚与单株产量均呈显著的表型和遗传正相关关系。在现代玉米育种过程中，育种材料的粒长、粒宽和粒重等性状均受到强烈的人工选择，籽粒变大、粒重增加；不同年代的杂交种中，玉米品种的单位面积产量呈增加趋势，同时籽粒大小和粒重也呈现出增加的趋势，并且粒长、粒重的遗传增益高于粒宽和粒厚。因此，可通过籽粒相关性状的遗传改良提高籽粒产量。研究发现，关键基因的表达调控而非功能的改变，会起到微调改良目标性状的目的。玉米在长期的自然和人工选择过程中积累了大量调控基因表达的自然变异，挖掘这种关键的变异并开发相应的分子标记将为分子标记辅助育种提供功能标记是非常有意义的。

技术实现思路

1、基于以上背景，本发明不仅提供一种与玉米籽粒大小和粒重相关的分子标记及其应用，可为玉米籽粒大小和粒重的遗传改良及其分子育种中提供有效、可靠的分子辅助选择手段。

2、本发明的技术方案为：

3、本发明的目的之一是提供：

4、一种与玉米籽粒大小和粒重相关的分子标记，其特征在于，所述分子标记的核苷酸序列如seq id no.1所示。

5、进一步地，所述分子标记调控zmkw10基因的启动子活性。

6、进一步地，在相同的遗传背景下，所述分子标记存在于性状表现为籽粒偏大，粒重偏重的玉米的zmkw10基因的启动子中，但不在于性状表现出籽粒偏小，粒重偏小的zmkw10基因的启动子中。

7、基于同一发明构思，本发明的目的之二是提供：上述的分子标记的应用，所述应用至少包括以下一种：

8、1)在对玉米籽粒大小和粒重性状进行鉴定或筛选中的应用；

9、2)在对玉米籽粒大小和粒重遗传改良中的应用；

10、3)在对玉米进行育种或辅助育种中的应用。本发明的目的之三是提供：

11、基于同一发明构思，本发明的目的之三是提供：一种用于扩增上述的分子标记的引物组，所述引入组包括第一引物对、第二引物对、第三引物对；

12、所述第一引物对的核苷酸序列分别如seq id no.2和seq id no.3所示：

13、i1f:gagtgtggaggactgtggagaac seq id no.2；

14、i1r：cgacatcacgccagcaaggt seq id no.3；

15、所述第二引物对的核苷酸序列分别如seq id no.4和seq id no.5所示：

16、i2f:tgagaaataggcgtcttgagggta seq id no.4；

17、i2r:gcagaacgaggaatgagaatgaca seq id no.5；

18、所述第三引物对的核苷酸序列分别如seq id no.6和seq id no.7所示：

19、i3f:actgtggagaacggagaatcg seq id no.6；

20、i3r:gaaccaactcaaataggtgaagga seq id no.7。

21、基于同一发明构思，本发明的目的之四是提供：上述的引物组的应用，所述应用至少包括以下一种：

22、1)在对玉米籽粒大小和粒重性状进行鉴定或筛选中的应用；

23、2)在对玉米籽粒大小和粒重遗传改良中的应用；

24、3)在对玉米进行育种或辅助育种中的应用。

25、基于同一发明构思，本发明的目的之五是提供：用于检测权利所述的分子标记的试剂盒，其包括上述的引物组。

26、基于同一发明构思，本发明的目的之六是提供：上述试剂盒的应用，所述应用至少包括以下一种：

27、1)在对玉米籽粒大小和粒重性状进行鉴定或筛选中的应用；

28、2)在对玉米籽粒大小和粒重遗传改良中的应用；

29、3)在对玉米进行育种或辅助育种中的应用。

30、基于同一发明构思，本发明的目的之七是提供：一种玉米籽粒大小和粒重性状进行鉴定或筛选方法，其包括如下步骤：

31、提取待测玉米基因组dna，利用权利要求5所述的引物组进行pcr扩增；

32、对pcr扩增产物测序，当测序结果显示所测待测玉米植株含有权利要求1所述的分子标记时，待测玉米的性状表现为籽粒偏大，粒重偏重；当所测待测玉米植株中缺失权利要求1所述的分子标记时，待测玉米的性状表现为籽粒偏小，粒重偏小。

33、基于同一发明构思，本发明的目的之八是提供：一种有关籽粒大小和粒重遗传改良的玉米育种方法，其以玉米单株叶片dna为模板，以权利要求5所述的引物对进行pcr扩增，得扩增产物；对扩增产物进行测序并进行鉴定，如鉴定结果含有权利要求1所述的分子标记时，则将玉米单株进行自交授粉获得目标基因稳定遗传自交系。

34、相比现有技术，本发明的有益效果为：

35、本发明基于对玉米籽粒大小和粒重负向调控的zmkw10基因的启动子变异开发出一种大片段插入/缺失的分子标记，zmkw10基因的启动子中插入有此分子标记的，启动子的活性低，玉米植株的性状表现出籽粒偏大，粒重偏重，以此可为玉米的籽粒性状(籽粒大小和籽重)的鉴定或筛选提供了一种有效的分子辅助选择手段，可应用于对玉米的籽粒性状遗传改良及其育种，可有效缩短育种年限，加快育种进程，提高了育种效率，加快筛选优异种质资源的进程，为降低育种成本提供新的方向，通过对含有分子标记的玉米单株进行授粉保种，可用于玉米制种，具有广阔的前景。

1.一种与玉米籽粒大小和粒重相关的分子标记，其特征在于，所述分子标记的核苷酸序列如seq id no.1所示。

2.权利要求1所述的一种与玉米籽粒大小和粒重相关的分子标记，其特征在于，所述分子标记调控zmkw10基因的启动子活性。

3.根据权利要求2所述的一种与玉米籽粒大小和粒重相关的分子标记，其特征在于，在相同的遗传背景下，所述分子标记存在于性状表现为籽粒偏大，粒重偏重的玉米zmkw10基因的启动子中，但不存在于性状表现出籽粒偏小，粒重偏小的zmkw10基因的启动子中。

4.权利要求1至3任一项所述的一种与玉米籽粒大小和粒重相关的分子标记的应用，其特征在于，所述应用至少包括以下一种：

5.一种用于扩增权利要求1至3任一项所述的分子标记的引物组，其特征在于，所述引入组包括第一引物对、第二引物对、第三引物对；

6.权利要求5所述的一种用于扩增权利要求1至3任一项所述的分子标记的引物组的应用，其特征在于，所述应用至少包括以下一种：

7.用于检测权利要求1至3任一项所述的分子标记的试剂盒，其特征在于，其包括权利要求5所述的引物组。

8.权利要求7所述的试剂盒的应用，其特征在于，所述应用至少包括以下一种：

9.一种玉米籽粒大小和粒重性状进行鉴定或筛选方法，其特征在于，其包括如下步骤：

10.一种有关籽粒大小和粒重遗传改良的玉米育种方法，其特征在于，其以玉米单株叶片dna为模板，以权利要求5所述的引物对进行pcr扩增，得扩增产物；对扩增产物进行测序并进行鉴定，如鉴定结果含有权利要求1所述的分子标记时，则将玉米单株进行自交授粉获得目标基因稳定遗传自交系。