[發明專利]一種玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2及其分子內SNP標記與應用

在審

• 申請號: 201911346971.0
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN110894501A
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 丁冬;張雪海;李衛華;段海洋;馬拴紅;王琪月;湯繼華
• 申請（專利權）人: 河南農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/11;C07K14/415;C12Q1/6895
• 代理公司: 鄭州博派知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41137
• 代理人: 榮永輝

本發明公開了一種玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2、其表達產物、其克隆引物、其連鎖SNP、其可追蹤SNP克隆引物。所述玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，編碼的蛋白質的氨基酸序列為SEQ ID NO:2所示；玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2分子內SNP標記，其堿基序列特征如SEQ ID NO.5所示。本發明的玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2分子內SNP標記可用于跟蹤鑒定玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2，適用于玉米重金屬脅迫耐受田間育種的追蹤鑒定，玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2應用于玉米育種實踐的方法可推廣應用于其它重金屬脅迫相關基因的鑒定克隆和育種應用。

技術領域

本發明涉及植物基因工程技術領域，具體涉及一種玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2及其分子內SNP標記與應用。

背景技術

由于人類活動，例如金屬加工、采礦、污水灌溉及除草劑和化肥的應用等，土壤重金屬和類金屬污染已成為一個世界性的環境問題。砷是一種有毒金屬元素，已被列為I類致癌物。Wilson等人報道，在土壤中，砷的濃度低于10毫克/公斤，而在一些礦業污染的土壤中，砷的含量高達17400毫克/公斤。由于土壤中的重金屬可以被植物體吸收和積累，并通過食物鏈進入人體，高水平的砷含量可能會給人類健康帶來巨大風險。Sharma等人的研究表明，無論成人或兒童，食用砷污染的小麥，都會增加患癌癥疾病的風險。食用在富含砷或其他重金屬污染的土壤中種植的大米會嚴重影響血液中重金屬的含量。另外，高濃度的砷含量對植物的生長也會產生不利影響，比如會引起側根的損傷并抑制水分的吸收，進而降低作物的產量。較高的砷含量也會影響一些植物代謝相關的重要過程，如光合作用、蒸騰作用、呼吸作用、葉綠素的合成和核酸的合成等，從而抑制植物生長。因考慮到砷對植物生長的危害和對人類健康的潛在危險，有必要對植物中砷積累和耐受的遺傳機制進行研究以減少其對植物的毒害作用以及減少其對人類健康的危害。在先前的研究中，有關砷積累和砷耐受性的相關數量性狀位點已經在水稻的不同群體中被定位。此外，砷積累所涉及的各種基因也在不同的物種中被報道，例如，在煙草中，擬南芥的植物螯合肽合成酶1基因的過表達可使根中的砷含量增加。兩個有關砷的編碼相應谷氧還原蛋白基因的過表達可以減少擬南芥中砷的積累，進而提高擬南芥對砷的耐受性；另外，在酵母中可以通過保持谷胱甘肽含量和調節水通道蛋白顯著減少亞砷酸鹽的含量。在水稻中，基因編輯CRT傳輸器對谷胱甘肽的平衡以及砷的耐性也十分重要。有報道稱，擬南芥的肌醇翻譯基因不僅可以增加釀酒酵母的砷含量，也可以調節擬南芥種子中的砷含量。

發明內容

本發明的目的是提供一種玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2、其表達產物、其克隆引物、其連鎖SNP、其可追蹤SNP克隆引物。

本發明所述玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2的序列為SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列。

本發明所述玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2編碼的蛋白質，其序列為SEQ ID NO:2所示氨基酸序列。

本發明設計了一對擴增所述玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2的克隆引物，其堿基序列特征如SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示。

本發明發掘了玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2分子內SNP標記，其堿基序列特征如SEQID NO.5所示。

本發明設計了一對可跟蹤鑒定所述玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2分子內SNP標記的克隆引物，其堿基序列特征如SEQ ID NO.6 和SEQ ID NO.7所示。

本發明的再一個目的是提供所述玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2在玉米遺傳育種中的應用及所述玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2分子內SNP標記在玉米遺傳育種中的應用。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

本發明通過如下步驟克隆得到玉米砷脅迫抗性基因ZmAsR2：