[發(fā)明專利]用于檢測玉米Dek6基因的特異性引物及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711280730.1
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108034743B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王桂鳳;帥碧蓮;倪嘉成;馬雪霞;宋建東;韓亮;王剛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;C12N15/11
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發(fā)明涉及一種用于檢測玉米Dek6基因的特異性引物及其應(yīng)用。該特異性引物擴(kuò)增dek6基因DNA片段的堿基序列為：正向引物從5′端至3′端為：TGGCATACATCCCACTACAGAGCA；反向引物從5′端至3′端為：ATGATCTGAGCACAACGATCTCCGA。利用這個與Dek6基因完全連鎖的分子標(biāo)記能對玉米任何時期和任何組織的DNA進(jìn)行基因型鑒定，檢測雜交育種子代各單株中Dek6基因的存在與否以及雜合或純合狀態(tài)。這種檢測方法的準(zhǔn)確性高，操作簡單，為利用Dek6基因的DNA分子標(biāo)記輔助育種提供重要的技術(shù)手段。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于檢測玉米Dek6基因的特異性引物及其應(yīng)用。

技術(shù)背景

玉米(Zea mays L.)屬于禾本科蜀黍?qū)儆衩追N，為一年生草本植物，起源于中美洲地區(qū)，是世界上最主要的糧食作物之一，同時也是重要的工業(yè)原料和能源作物。在我國的栽培歷史大約有470多年。隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，作為食品、飼料和燃料的重要來源，玉米的需求量不斷在增加，同時也是我國今后一個時期消費需求增長最快的農(nóng)作物。近年來，玉米深加工業(yè)能迅速發(fā)展，對畜牧業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展展現(xiàn)出了舉足輕重的作用，這對玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的改良與創(chuàng)新提出了更高的要求。

籽粒是玉米主要營養(yǎng)物質(zhì)合成和儲藏的器官，且籽粒大小和飽滿程度與玉米的產(chǎn)量息息相關(guān)。因此，開展控制籽粒大小及胚乳發(fā)育相關(guān)基因突變體的研究具有重要理論和應(yīng)用價值。玉米籽粒含有豐富的淀粉、蛋白和油脂等營養(yǎng)物質(zhì)，分別占其干重的70-75％、8-10％和4-5％。淀粉和蛋白成分主要存儲于胚乳中，因此胚乳是玉米籽粒的重要結(jié)構(gòu)，直接決定玉米的經(jīng)濟(jì)價值。在影響籽粒大小和形狀的突變體中，常見的表型為籽粒缺陷的defective kernel(dek)突變體、籽粒塌陷的collapsed kernel突變體、籽粒皺縮的shrunken kernel突變體以及小籽粒的small kernel突變體。目前，研究者們已經(jīng)成功克隆并解析了多個上述表型的玉米籽粒突變體。Miniature1，負(fù)責(zé)編碼細(xì)胞壁果糖苷酶，該基因突變后形成小籽粒；Empty pericarp2(Emp2)編碼一個熱激應(yīng)答的負(fù)調(diào)控蛋白，產(chǎn)生皺縮、塌陷及扁平的籽粒；CRINKLY4(CR4)，編碼一種受體激酶影響糊粉層細(xì)胞的發(fā)育命運；Defective kernel(Dek1)編碼一個鈣離子基因超家族的膜蛋白，通過影響玉米糊粉層的發(fā)育而導(dǎo)致缺陷型籽粒的形成；Small kernel 1(smk1)則通過阻斷線粒體基因nad7的編輯影響線粒體正常組裝與功能，進(jìn)而對胚的發(fā)育產(chǎn)生影響；而擬南芥SLOW GROWTH3(SLO3)也通過調(diào)控線粒體nad7內(nèi)含子2的剪接削弱線粒體功能，并最終影響植株與種子的生長發(fā)育；Supernumerary aleurone layers(Sal1)編碼一個E類型液泡分選蛋白負(fù)調(diào)控玉米糊粉層的發(fā)育從而形成缺陷型籽粒。

為了提高玉米品質(zhì)，國內(nèi)外科研人員利用生物學(xué)的方法對玉米的品質(zhì)進(jìn)行大量的試驗摸索和改造嘗試。其基本原理是，以玉米中一些籽粒的突變體為材料，運用分子生物學(xué)和遺傳學(xué)方法對其進(jìn)行相關(guān)基因的克隆和研究，從而借助遺傳學(xué)的手段提高其營養(yǎng)價值。

Defective kernel 6(簡稱dek6)是一個典型的籽粒發(fā)育缺陷型的突變體。對dek6突變體的遺傳學(xué)分析表明：dek6是單基因的隱性突變，能夠引起玉米的皺縮、塌陷且不透明的小籽粒。籽粒儲藏物質(zhì)生化分析結(jié)果表明：與野生型相比，dek6的淀粉和醇溶蛋白積累均有顯著變化(特別是非醇溶蛋白含量顯著增加)可能直接決定了玉米籽粒的儲藏物質(zhì)積累及營養(yǎng)價值。儲藏蛋白直接決定了玉米籽粒蛋白的含量，而醇溶蛋白是籽粒中最主要的儲藏蛋白。