[發明專利]用于檢測玉米shrunken4基因的特異性引物組及其應用有效
【說明書】：
本發明涉及一種用于檢測玉米shrunken4基因的特異性引物組及其應用。該特異性引物組中擴增該shrunken4基因左側DNA片段的一對特異性引物Indel592的堿基序列為：正向引物從5′端至3′端為：GGAAAGCGAAGCAGGTAA；反向引物從5′端至3′端為：GTGGCTCAATCTGGAAACAT；擴增該shrunken4基因右側DNA片段的一對特異性引物Indel575的堿基序列為：正向引物從5′端至3′端為：CTGGGACTTCCTATGCCT；反向引物從5′端至3′端為：ACGGGAGATTTTGATTGAG。利用這兩個分子標記能對玉米任何時期和任何組織的DNA進行基因型鑒定，檢測雜交育種子代各單株中shrunken4基因的存在與否以及雜合或純合狀態。這種檢測方法的準確性高，操作簡單，為利用shrunken4基因的DNA分子標記輔助育種提供重要的技術手段。
技術領域
本發明涉及一種用于檢測玉米shrunken4基因的特異性引物組及其應用。
背景技術
玉米（Zea mays L)屬于禾本科玉蜀黍屬玉米種，為一年生草本植物，是世界三大糧食作物之一。據FAO統計，從1998年開始，玉米的總產量已超過小麥和水稻成為全球第一大糧食作物(http://www.fao.org/)，并且與其他兩大主要的谷類作物產量差距逐年拉大。同時，隨著世界經濟的發展，玉米的需求量卻在不斷增加，預計到2017年，全球玉米和小麥的年產量需要再增加2億噸才能滿足全世界的需求。玉米是“飼料之王”，對畜牧業和養殖業的發展具有舉足輕重的作用。我國目前的玉米消費量和產量均為世界第二，并且產量和需求一直在不斷的增長中。因此，這對玉米產量和品質的改良與創新提出了更高的要求。
除了產量，玉米的主要生產性狀還表現在營養價值這一方面。玉米籽粒包含三大有機營養成分：70-75%的淀粉，8-10%的蛋白和4-5%的油脂。通常，玉米胚乳蛋白，以蛋白體的形式進行蛋白儲藏，其中70%的成分是醇溶蛋白，也稱作玉米蛋白(zein)。然而，這些含量豐富的醇溶蛋白氨基酸組成很不平衡。玉米胚乳缺乏一些單胃動物必需的氨基酸，尤其是賴氨酸，僅含有胚乳干重的1.5-2%，而賴氨酸最佳的人類營養比例是5%。大多數粉質胚乳突變體都有一個共同的特征：顯著增加賴氨酸的含量、改良蛋白品質。其中，以opaque2的突變尤為顯著，賴氨酸含量增加接近2倍。研究表明大多數此類突變體蛋白品質的改善得益于非醇溶蛋白和醇溶蛋白比例的增加。
shrunken4（簡稱sh4）也是一個高賴氨酸突變體，具有Opaque表型（圖1）。對sh4突變體的遺傳學分析表明：sh4突變體是單基因控制的隱性突變，能夠引起玉米籽粒的不透明表型。sh4突變體在多個背景下（如w22和B73），能產生賴氨酸含量增加，蛋白品質提高。經典的遺傳學研究將sh4基因定位在5號染色體。目前該基因尚未被克隆，而且該基因至今未通過雜交育種被很好的利用，主要是該基因是由隱性基因突變引起，通過雜交選育需要較長的時間。配制了sh4突變體在W22，B73，W64A等背景下的遺傳群體，從中選擇出外顯率良好的群體材料用于sh4基因的遺傳定位。其次，利用網上玉米基因組序列信息結合相關生物信息學軟件的分析進行了SSR，InDel等分子標記的開發，篩選出多態性良好的分子標記用于對群體材料的檢測。最終通過對11400顆左右突變體籽粒群體的檢測，將sh4基因限定在5號染色體長臂上InDel575和InDel592區間內。
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