[發明專利]基因GRMZM2G179981啟動子在玉米苗期耐漬性篩選中的應用

有效

• 申請號: 201811501495.0
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109457042B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 邱法展;余鋒;梁昆;唐開媛;黃菊
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 龔瑩瑩

本發明屬于農業和生物技術領域，具體涉及基因GRMZM2G179981啟動子在玉米苗期耐漬性篩選中的應用。申請人通過分析了基因GRMZM2G179981在玉米A3237和玉米A3239漬水處理后不同時間點表達模式的差異，結果表明該基因在耐性親本玉米A3237中受到漬水脅迫后誘導上調表達。啟動序列分析發現，該基因在啟動子序列中存在34個SNP和3個InDels的差異（A3237中GRMZM2G179981啟動子序列為SEQ ID NO.1所示），該啟動子直接調控了基因GRMZM2G179981的表達，針對該啟動子設計引物，可用于玉米苗期耐漬性的篩選，具備廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于農業和生物技術領域，具體涉及基因GRMZM2G179981啟動子在玉米苗期耐漬性篩選中的應用。

背景技術

隨著全球氣候的改變，澇漬災害在全球范圍內發生的頻率和強度越來越高(Bailey-Serre s et al.,2012a)。尤其是最近十年，在亞洲、歐洲和非洲，澇漬事件發生的次數明顯增加。在美國，過去12年里由于澇漬災害造成的作物產量損失是僅次于干旱脅迫的，澇漬脅迫成為僅次于干旱的作物第二大非生物脅迫因子(Bailey-Serres et al.,2012b)。玉米是世界范圍內種植范圍最廣的作物，其產量也受到各種非生物逆境脅迫因子的影響。在亞洲地區，澇漬災害是限制玉米產量的重要非生物脅迫因子之一。僅在南亞和東南亞地區，超過18％的玉米種植面積頻繁受到澇漬脅迫的影響(Zaidi et al.,2010)，每年由于澇漬災害造成大約25％-30％的產量損失(Sarkar et al.,1998)。我國玉米產區也易受澇漬災害的影響，其中黃淮海地區的夏玉米和長江流域的春玉米受澇漬脅迫最為嚴重。黃淮海地區夏季降水量一般占全年的60％-70％，且降水時間相對集中于播種后的短時間內，因此苗期易受澇漬脅迫，進而影響玉米的生長發育和產量(余衛東2013)。在長江流域中下游地區，玉米苗期常遇低溫春雨，花期易遇連綿梅雨，嚴重影響了南方玉米的高產和穩產。

玉米耐漬性相關性狀主要表現為玉米在澇漬脅迫條件下能夠提高其存活能力的適應性性狀，如不定根和通氣組織的形成(Mano et al 2006b)等。日本Mano實驗室在玉米耐漬性遺傳定位中做出了很多工作：Mano等(2005a，2005b)利用玉米自交系B64與大芻草雜交以及兩個玉米自交系B64和Na4雜交構建的F₂分離群體將漬水脅迫下不定根形成相關的QTL共定位在第8染色體8.05bin上；利用兩玉米自交系F1649和H84構建的F₂群體將氧化還原土壤條件下耐漬性相關的QTL定位于第一染色體1.03-1.04bin(Mano et al 2006a)；利用玉米自交系與大芻草雜交的F₂群體(Mano et al 2008；Mano et al 2007；Mano et al2012)以及自交系Mi 29與大芻草雜交的高代回交群體(Mano and Omori 2008)將控制通氣組織形成的QTL定位于除第4和6染色體外的8條染色體上；利用玉米深根自交系B73與淺根系大芻草雜交構建F₂分離群體，將控制根夾角相關的QTL定位于第2、4、7和10共4條染色體上(Omori and Mano 2007)；利用玉米自交系Mi29和大芻草雜交，構建了以Mi29為背景的45個導入系的群體，將耐漬性主效QTL定位于第4染色體4.07-4.08bin上，包含該QTL的導入系材料可直接用于玉米耐漬性遺傳改良(Mano and Omori 2013)。華中農業大學作物遺傳改良國家重點實驗室玉米團隊的Qiu等(2007)利用耐漬性強玉米自交系HZ32和耐漬性敏感自交系K12構建F₂分離群體，在兩個不同環境下將玉米苗期耐漬性相關的QTL定位于第4、7和9三個主要的QTL密集區域。Osman等(2013)進一步調查了該群體漬水脅迫后動態表達的QTL，其中6個QTL在兩個時期都有表達，7個EST和microRNA基因與動態定位QTL共定位于第1、4、6、7和9五條染色體上。Zhang等(2013)利用144份玉米自交系的關聯群體在第5、6和9三條染色體上共鑒定到4個顯著關聯的SNP位點，其中一個SNP位點正好位于高代回交群體定位的QTL區間內。印度Zaidi等(2015)利用RIL群體，將5個產量耐漬性QTL定位于第1、3、5、7和10共5條染色體上，共解釋約30％的表型變異。