我本發(fā)明屬于分子標(biāo)記，具體涉及一種玉米穗粒腐病的抗病基因及分子標(biāo)記和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、玉米穗粒腐病是由禾谷鐮刀菌、串株鐮刀菌等近20多種霉菌侵染所引起的、發(fā)生在玉米的病害。玉米果穗及子粒均可受此病危害。玉米穗腐病在中國(guó)各玉米產(chǎn)區(qū)都有發(fā)生。穗粒腐病的一些病原菌能夠產(chǎn)生有毒代謝產(chǎn)物如don、fb1，對(duì)人、家畜以及家禽的健康有嚴(yán)重危害。

2、玉米穗粒腐病常規(guī)的化控防治存在極大的困難，培育和推廣抗病品種是防治該病最有效的方法。在培育抗病品種的過(guò)程中，對(duì)于玉米穗粒腐病抗性的鑒定往往受到環(huán)境的影響，人工接種鑒定方法效率低下且耗費(fèi)巨大。通過(guò)分子標(biāo)記能夠在分子水平上對(duì)玉米抗性進(jìn)行鑒定和篩選，極大的減少了環(huán)境等因素帶來(lái)的限制。同時(shí)，很大程度上降低了接種鑒定所花費(fèi)的成本。此外，抗病基因的挖掘和相關(guān)分子標(biāo)記的應(yīng)用，能夠消除環(huán)境和玉米生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期的影響，提高抗病育種的效率。因此，實(shí)現(xiàn)玉米穗粒腐病抗病基因的挖掘和相關(guān)分子標(biāo)記的應(yīng)用，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)克隆到一些與穗粒腐病抗性相關(guān)的基因，但能真正應(yīng)用到玉米穗粒腐病抗病育種中的基因卻少之又少。即現(xiàn)有的與穗粒腐病抗性相關(guān)的抗病基因難以應(yīng)用到玉米穗粒腐病抗病育種工作中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中即現(xiàn)有的與穗粒腐病抗性相關(guān)的抗病基因難以應(yīng)用到玉米穗粒腐病抗病育種工作中。的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種玉米穗粒腐病的抗病基因及分子標(biāo)記和應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

2、本發(fā)明提供了一種玉米穗粒腐病的抗病基因zmrlk2，所述基因zmrlk2的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。本發(fā)明提供的該基因zmrlk2為一種玉米穗粒腐病抗性候選基因，此基因的優(yōu)良等位能夠顯著提高玉米對(duì)穗腐病的抗性，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中現(xiàn)有的與穗粒腐病抗性相關(guān)的抗病基因難以應(yīng)用到玉米穗粒腐病抗病育種工作中的問(wèn)題。

3、優(yōu)選地，所述基因zmrlk2表達(dá)的蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

4、本發(fā)明通過(guò)對(duì)玉米穗粒腐病全基因組關(guān)聯(lián)分析，對(duì)snp標(biāo)記位點(diǎn)進(jìn)行篩選，得到了玉米穗粒腐病抗性候選基因zmrlk2。隨后在轉(zhuǎn)基因材料中對(duì)候選基因zmrlk2的功能進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)在自然材料中對(duì)該基因的序列進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)自然材料中存在兩種等位基因類型，針對(duì)該等位基因核苷酸序列的變異開(kāi)發(fā)分子標(biāo)記，并在關(guān)聯(lián)分析群體中對(duì)開(kāi)發(fā)的分子標(biāo)記進(jìn)行驗(yàn)證。基于此，本發(fā)明提供了一種玉米穗粒腐病的抗病基因zmrlk2的分子標(biāo)記，所述分子標(biāo)記位點(diǎn)位于如seq?id?no.1所示核苷酸序列的第2594bp處，該處堿基發(fā)生了gccggctccggctcggctg至gctg的突變。當(dāng)玉米種質(zhì)的單倍型為gccggctccggctcggctg時(shí)，玉米對(duì)穗腐病的抗性較弱；當(dāng)玉米種質(zhì)的單倍型為gctg時(shí)，玉米對(duì)穗腐病的抗性普遍較強(qiáng)。通過(guò)對(duì)該位點(diǎn)單倍型的檢測(cè)能夠預(yù)測(cè)玉米種質(zhì)對(duì)穗腐病的抗性情況，輔助育種。

5、其中，玉米穗粒腐病抗性候選基因zmrlk2即玉米穗粒腐病抗性基因zmrlk2。候選基因zmrlk2即基因zmrlk2。

6、本發(fā)明還提供了用于擴(kuò)增所述分子標(biāo)記的引物包括rlk2-fzbj-f和rlk2-fzbj-r。

7、所述rlk2-fzbj-f的核苷酸序列如seq?id?no.3所示。

8、所述rlk2-fzbj-r的核苷酸序列如seq?id?no.4所示。

9、本發(fā)明還提供了用于高通量檢測(cè)所述分子標(biāo)記的引物包括rlk2-k1-fam:、rlk2-k1-hex:和rlk2-k1-r。

10、所述rlk2-k1-fam的核苷酸序列如seq?id?no.5所示。

11、所述rlk2-k1-hex的核苷酸序列如seq?id?no.6所示。

12、所述rlk2-k1-r的核苷酸序列如seq?id?no.7所示。

13、本發(fā)明還提供了所述分子標(biāo)記在鑒定玉米穗粒腐病的抗病性狀和感病性狀中的應(yīng)用。

14、優(yōu)選地，檢測(cè)玉米所述基因zmrlk2編碼區(qū)上的所述分子標(biāo)記位點(diǎn)，發(fā)生gccggctccggctcggctg至gctg突變的為玉米穗粒腐病的抗病材料。

15、本發(fā)明還提供了所述分子標(biāo)記在玉米育種中的應(yīng)用。

16、優(yōu)選地，所述分子標(biāo)記位點(diǎn)發(fā)生gccggctccggctcggctg至gctg突變的為玉米穗粒腐病的抗病材料。

17、優(yōu)選地，利用所述分子標(biāo)記進(jìn)行玉米育種的方法如下：

18、檢測(cè)玉米基因組中所述分子標(biāo)記位點(diǎn)的基因型，選擇基因型均為gctg的玉米作為親本進(jìn)行育種，收獲玉米穗粒腐病的抗病后代。通過(guò)對(duì)該單倍型的篩選能夠極大的節(jié)省穗腐病接種、鑒定成本，同時(shí)為現(xiàn)有的與穗粒腐病抗性相關(guān)的抗病基因難以應(yīng)用到玉米穗粒腐病抗病育種工作中提供了一種方法。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

20、當(dāng)前，人們對(duì)于玉米穗腐病抗性的鑒定往往是在大田中對(duì)玉米種質(zhì)進(jìn)行人工接種病原菌，在玉米成熟后再調(diào)查玉米對(duì)穗腐病的抗性情況。這種方式得到的結(jié)果受環(huán)境影響較大且鑒定過(guò)程耗時(shí)耗力。本發(fā)明提供的一種玉米穗粒腐病的抗病基因及分子標(biāo)記和應(yīng)用，不受組織類別、發(fā)育階段及環(huán)境因素等的影響，利用分子標(biāo)記技術(shù)簡(jiǎn)單、快速、易于自動(dòng)化，極大節(jié)省了接種、鑒定的成本，可用于玉米分子育種。本發(fā)明提供的該基因zmrlk2為一種玉米穗粒腐病抗性候選基因，此基因的優(yōu)良等位能夠顯著提高玉米對(duì)穗腐病的抗性，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中現(xiàn)有的與穗粒腐病抗性相關(guān)的抗病基因難以應(yīng)用到玉米穗粒腐病抗病育種工作中的問(wèn)題。

技術(shù)特征：

1.一種玉米穗粒腐病的抗病基因zmrlk2，其特征在于，所述基因zmrlk2的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玉米穗粒腐病的抗病基因zmrlk2，其特征在于，所述基因zmrlk2表達(dá)的蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.2所示。

3.權(quán)利要求1所述的一種玉米穗粒腐病的抗病基因zmrlk2的分子標(biāo)記，其特征在于，用于擴(kuò)增分子標(biāo)記的引物包括rlk2-fzbj-f和rlk2-fzbj-r；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分子標(biāo)記，其特征在于，用于高通量檢測(cè)所述分子標(biāo)記的引物包括rlk2-k1-fam:、rlk2-k1-hex和rlk2-k1-r；

5.權(quán)利要求3所述的分子標(biāo)記在玉米育種中的應(yīng)用。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，所述分子標(biāo)記用于鑒定玉米穗粒腐病的抗病性狀和感病性狀。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，檢測(cè)到所述分子標(biāo)記的核苷酸序列的為玉米穗粒腐病的抗病材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，利用所述分子標(biāo)記進(jìn)行玉米育種的方法如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于分子標(biāo)記技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種玉米穗粒腐病的抗病基因及分子標(biāo)記和應(yīng)用。所述基因ZmRLK2的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示。本發(fā)明通過(guò)對(duì)玉米穗粒腐病全基因組關(guān)聯(lián)分析，對(duì)SNP標(biāo)記位點(diǎn)進(jìn)行篩選，得到了玉米穗粒腐病抗性候選基因ZmRLK2。通過(guò)該基因的序列對(duì)比發(fā)現(xiàn)，自然材料中存在兩種等位基因類型，針對(duì)該等位基因的變異開(kāi)發(fā)分子標(biāo)記。本發(fā)明不受組織類別、發(fā)育階段及環(huán)境因素等的影響，利用分子標(biāo)記技術(shù)簡(jiǎn)單、快速、易于自動(dòng)化，極大節(jié)省了接種、鑒定的成本，可用于玉米分子育種。

技術(shù)研發(fā)人員：陳甲法,韓宇琛,吳建宇,周子鍵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6