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CN110904266A - 玉米茎秆抗倒伏性qtl的鉴定及分子标记的开发与应用 - Google Patents

玉米茎秆抗倒伏性qtl的鉴定及分子标记的开发与应用 Download PDF

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CN110904266A CN201911365459.0A CN201911365459A CN110904266A CN 110904266 A CN110904266 A CN 110904266A CN 201911365459 A CN201911365459 A CN 201911365459A CN 110904266 A CN110904266 A CN 110904266A
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Abstract

本发明公开了玉米茎秆抗倒伏性QTL的鉴定及分子标记的开发与应用。本发明提供了检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型的物质在鉴定或辅助鉴定玉米茎秆抗倒伏性中的应用；本发明的实验证明，利用生产上的玉米为研究对象，开发一个评价玉米茎秆抗倒伏性的指标，鉴定影响茎秆抗倒伏性的QTL，并开发茎秆抗倒伏性的分子标记，用该分子标记可以辅助鉴定玉米的茎秆抗倒伏性，作为评价玉米茎秆抗倒伏性的指标。

Description

玉米茎秆抗倒伏性QTL的鉴定及分子标记的开发与应用
技术领域
本发明属于生物技术领域，尤其涉及一种玉米茎秆抗倒伏性QTL的鉴定及分子标记的开发与应用。
背景技术
倒伏严重影响玉米的产量和机械化收获(Zuber M S.Evaluation of progressin selection for stalk quality.Proc Annu Corn Sor Res Conf.1973.)。倒伏分为茎折和根倒，而茎折的危害更严重(Robertson D J,Julias M,Gardunia B W,et al.Cornstalk lodging:a forensic engineering approach provides insights into failurepatterns and mechanisms.Crop Science,2015,55(6):2833-2841.)，尤其是发生在抽雄前期的茎折会造成雄穗折断，以致于不能自交或授粉。因此，提高茎秆的抗折性能显得尤为重要。
茎秆硬度较高或者柔韧性较强的玉米都具有较强抗倒伏性能。目前国际上对茎秆硬度的研究较多，而对柔韧性的研究还比较少。对于茎秆硬度的评价往往采用茎皮穿刺强度、茎秆垂直压碎强度来评价(Li K,Yan J,Li J,et al.Genetic architecture of rindpenetrometer resistance in two maize recombinant inbred line populations.BMCplant biology,2014,14(1):152.)，然而这两个指标却无法评价茎秆的柔韧程度。
关于柔韧性的研究，目前玉米中没有基因被报道，在水稻和拟南芥中分别鉴定到茎秆柔韧性的突变体是fc1和irx1(Li X,Yang Y,Yao J,et al.FLEXIBLE CULM 1encoding a cinnamyl-alcohol dehydrogenase controls culm mechanical strengthin rice.Plant molecular biology,2009,69(6):685-697；Jones L,Ennos A R,Turner SR.Cloning and characterization of irregular xylem4(irx4):a severely lignin-deficient mutant of Arabidopsis.The Plant Journal,2001,26(2):205-216.)，这两个突变体均是由于木质素途径中的基因突变造成，其木质素含量显著降低。这两个突变体的表型都比较极端，茎秆匍匐于地面生长，无法直立，导致研究结果无法利用到生产中。因此，能够应用到生产中的具有柔韧性的抗茎折材料首先必须能够确保茎秆处于直立状态，并且是能够在自然环境下正常生长，而非诱变产生的不利突变体。
发明内容
本发明的一个目的是提供检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型的物质的用途。
本发明提供了检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型的物质在鉴定或辅助鉴定玉米茎秆抗倒伏性中的应用；
所述SNP位点BA_29为序列7所示的核苷酸序列的第30位。
上述应用中，所述SNP位点BA_29的基因型为AA、TT或TA。
本发明还提供了检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型的物质在选育茎秆抗倒伏性强或茎秆抗倒伏性弱的玉米中的应用；
所述SNP位点BA_29为序列7所示的核苷酸序列的第30位。
上述茎秆抗倒伏性通过茎秆弯折角度体现，茎秆弯折角度越大，茎秆抗倒伏性越强。
上述应用中，所述SNP位点BA_29的基因型为AA、TT或TA。
上述应用中，所述检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型的物质为1)或2)：
1)成套引物；
2)含有所述成套引物的PCR试剂或试剂盒；
所述成套引物由序列表中序列4第22-44位所示的单链DNA分子或其衍生物、序列表中序列5第22-44位所示的单链DNA分子或其衍生物和序列表中序列6所示的单链DNA分子组成。
上述应用中，所述序列表中序列4第22-44位所示的单链DNA分子的衍生物为序列4第22-44位所示的单链DNA分子的5'端连接一种荧光序列，在本发明的实施例中，荧光序列为FAM序列，该衍生物为序列4；
所述序列表中序列5第22-44位所示的单链DNA分子的衍生物为序列5第22-44位所示的单链DNA分子的5'端连接另一种荧光序列，在本发明的实施例中，荧光序列为HEX序列，该衍生物为序列5。
本发明另一个目的是提供一种鉴定或辅助鉴定玉米茎秆抗倒伏性的方法，包括如下步骤：检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型为AA、TT或TA，SNP位点BA_29位点的基因型为AA的待测玉米的茎秆抗倒伏性强于SNP位点BA_29基因型为TT或TA的待测玉米；
或本发明还提供了一种选育茎秆抗倒伏性强的玉米的方法，为检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型为AA、TT或TA，选育SNP位点BA_29的基因型为AA的待测玉米，得到茎秆抗倒伏性强的玉米；
所述SNP位点BA_29为序列7所示的核苷酸序列的第30位。
上述方法中，所述检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型为AA、TT或TA的方法为如下A)或B)：
A)直接测序；
B)用上述成套引物对待测玉米基因组DNA进行PCR扩增产物，对所述PCR扩增产物进行基因分型。
上述方法中，所述基因分型的方法为荧光扫描仪Pherastar扫描后，若所述PCR产物仅显示序列4所示DNA分子中的荧光序列的颜色，则所述待测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型为AA；若所述PCR产物仅显示序列5所示DNA分子中的荧光序列的颜色，则所述玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型为TT；若所述PCR产物显示序列4所示DNA分子中的荧光序列的颜色和序列5所示DNA分子中荧光序列的颜色，则所述玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型为TA。
本发明还有一个目的是提供一种鉴定或辅助鉴定玉米茎秆抗倒伏性的物质。
本发明提供的物质，为上述应用中的检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型的物质。
上述待测玉米或玉米为京724、京724A1或京724和京724A1的F2:3家系群体。
本发明的实验证明，利用生产上的玉米为研究对象，开发一个评价玉米茎秆抗倒伏性的指标，鉴定影响茎秆抗倒伏性的QTL，并开发茎秆抗倒伏性的分子标记SNP位点BA_29，用该分子标记可以辅助鉴定玉米的茎秆抗倒伏性，作为评价玉米茎秆抗倒伏性的指标。
附图说明
图1为茎秆弯折角度的BSA定位图；图中箭头所指方向为定位到的QTL位点；横坐标为染色体号，纵坐标为delta SNP index。
图2为BA_26和BA_29在80个玉米中的基因型分型结果。
图3为BA_29在45个玉米中的基因型分型结果。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中实验材料：
玉米自交系京724茎秆在抽雄前期抗倒伏性较差，其茎秆遇强风容易折断，且折断的位置在第一个雌穗上着生节间的上一节茎秆(Wang X,Zhang R,Shi Z,et al.Multi-omics analysis of the development and fracture resistance for maizeinternode.Scientific reports,2019,9(1):8183.)；京724为北京市农林科学院玉米研究中心自主选育的自交系，其植物新品种权号为CNA20110278.8。
改良系京724A1的茎秆抗倒伏性较强，遇风不易折断；京724A1北京市农林科学院玉米研究中心自主选育的两个自交系京724(植物新品种权号为CNA20110278.8)、以及MC01(植物新品种权号为CNA20151547.7)杂交选育，具体选育方法是以京724为母本，MC01为父本杂交1次形成F1，该F1与京724回交1次，然后再自交4次得到京724A1。
实施例1、检测茎秆抗倒伏性的SNP标记的发现及方法的建立
为了定位影响茎秆抗倒伏性的QTL，构建了京724和京724A1的313份F2:3群体，该群体具体构建过程是：京724为母本，京724A1为父本，杂交得到的F1自交得到313份F2，将每个F2植株自交后的果穗种植一个穗行(10株)，即得到313份F2:3群体。
一、茎秆抗倒伏性的测量
1、茎秆抗倒伏性的测量方法
茎折是由于茎秆受风力导致的弯曲角度大于茎秆自身能承受的最大弯曲角度，因此，茎秆弯折角度能够代表茎秆的抗倒伏性。茎秆弯折角度越大，茎秆抗倒伏性越强(Murphy HC,Petr F,Frey KJ.Lodging resistance studies in oats.I.Comparingmethods of testing and sources for straw strength 1.Agronomy Journal,1958,50(10):609-611.Sindhu A,Langewisch T,Olek A,et al.Maize Brittle stalk2 encodesa COBRA-like protein expressed in early organ development but required fortissue flexibility at maturity.Plant Physiology,2007,145(4):1444-1459.)。基于此，本发明采用茎秆弯折角度(以下也称为茎折角度)表示茎秆抗倒伏性。
对于茎秆弯折角度的检测，发明人使用改装的YYD-1仪器(购于浙江托普云农公司)以及一个数显角度仪(型号Paola)：由于原有的YYD-1是用来测量茎皮穿刺强度，能显示施加到茎秆上的力的大小，因此，发明人将该仪器感受力的探头上栓了一根固定长度的20cm长的绳子，而绳子的另一端则可以连接到玉米茎秆上。为了确保测量位置的一致性，将绳子连接在第一个雌穗上方60厘米的位置。在测量时，先用手固定住第一个雌穗着生的节间，水平方向保持恒力拉动改装的YYD-1仪器，直到茎秆断裂。当拉力作用在茎秆上时，茎秆偏离原来的位置，为了能记录断裂瞬间的茎秆偏离角度，需要用一只手轻托住移动的茎秆，并随茎秆移动的方向而移动。记录茎秆断裂瞬间，茎秆偏离原来生长方向的角度，即为茎秆弯折角度(Zhang Z,Zhang X,Lin Z,et al.A large transposon insertion in thestiff1 promoter increases stalk strength in maize.The Plant Cell,2019.MurphyHC,Petr F,Frey KJ.Lodging resistance studies in oats.I.Comparing methods oftesting and sources for straw strength 1.Agronomy Journal,1958,50(10):609-611.)。
2、京724和京724A1的313份F2:3家系的茎秆弯折角度测量
采用上述1的方法对F2:3家系进行测量，每个家系测5株，取平均值，即为对应的F2的茎秆弯折角度表型值。对于亲本京724和京724A1，分别测量了17株和23株。
亲本京724和京724A1的茎秆弯折角度结果如表1所示：京724的茎秆弯折角度为48.96°，京724A1的茎秆弯折角度为63.5°，表明京724A1的茎秆抗倒伏性较强。
表1京724和京724A1的茎秆弯折角度
Figure BDA0002338302840000051
京724与京724A1组配的313份F2:3家系的茎秆弯折角度变异范围是31.8°到90.20°，平均值为53.4°(表2)。整个群体中，有75个家系的茎秆弯折角度小于京724，有19个家系的茎秆弯折角度大于京724A1，其余219个家系的茎秆弯折角度介于两个亲本之间。
表2 313份玉米茎秆弯折角度列表
Figure BDA0002338302840000052
Figure BDA0002338302840000061
二、检测茎秆抗倒伏性的SNP标记的发现
1、茎秆抗倒伏性的QTL定位
采用BSA方法进行QTL定位。在F2:3群体中，分别选择茎秆弯折角度极大和极小的前30个家系对应的F2单株的DNA构建DNA混池，作为高值混池(H)和低值混池(L)。DNA提取采用CTAB方法。对两个亲本和两个混池的DNA进行二代测序，亲本测序深度为10x，混池测序深度为30X。将测序结果比对到玉米参考基因组B73_RefGen_v4上，获得变异的位置和注释信息(Wang K,Li M,Hakonarson H.ANNOVAR:functional annotation of genetic variantsfrom high-throughput sequencing data.Nucleic acids research,2010,38(16):e164-e164.)。BSA分析过程参考Takagi et al.,2013中的方法(Takagi H,Abe A,Yoshida K,etal.QTL-seq:rapid mapping of quantitative trait loci in rice by whole genomeresequencing of DNA from two bulked populations.The Plant Journal,2013,74(1):174-183.)。
结果：进行BSA分析的30份高值混池材料，茎秆弯折角度为60.13°-69.6°，30份低值混池的材料茎秆弯折角度为37.9°-46.8°。基于Δ(SNP-index)方法，在全基因组范围内鉴定到4个QTL位点，均位于3号染色体上，分别是14.00-14.70Mb,16.40-16.50Mb,18.40-19.28Mb,以及131.12-131.59Mb(图1)。这4个区间共包含37个基因。
2、候选基因鉴定方法
鉴定QTL区间中每个基因的SNP变异类型，优先选择能导致氨基酸信息发生变化的基因。其次，根据根据亲本节间中表达量，筛选在亲本间具有显著差异的基因，作为候选基因。
结果：在37个基因中，鉴定到36个能导致氨基酸发生变化的SNP(非同义突变的SNP,提前终止的SNP)，分布在12个基因中。进一步，分析这12个基因在亲本茎秆中的表达量，发现只有7个基因在亲本茎秆中表达，并且有3个基因在双亲茎秆中表达量呈显著差异，然而其中2个基因的在双亲中的表达量都极其微弱，因此将候选基因确立为Zm00001d039769。
3、SNP分子标记的开发
针对鉴定到的茎秆弯折角度QTL中的候选基因，挑选在双亲间能导致氨基酸变化的SNP，命名为SNP位点BA_26和SNP位点BA_29。
SNP位点BA_29为序列表中序列7的第30位，其在基因组中的物理位置为玉米基因组Chr3:14338239，该位点的基因型为AA、TT或TA(表3)。
SNP位点BA_26为序列表中序列8的第28位，其在基因组中的物理位置为玉米基因组Chr3:14337719，该位点的基因型为GG、AA或GA(表3)；
表3设计引物的SNP信息
Figure BDA0002338302840000071
4、KASP标记的引物及KASP方法的建立
1)KASP标记的引物
根据SNP位点BA_26和SNP位点BA_29的前后各100bp的侧翼序列，设计这两个SNP位点的KASP标记引物，包含FAM、HEX和Common引物，引物序列见表4。
表4为KASP引物序列
Figure BDA0002338302840000072
Figure BDA0002338302840000081
上述表中，
Primer_AlleleFAM的5'末端的小写字母为FAM序列(gaaggtgaccaagttcatgct，蓝色)；
Primer_AlleleHEX的5'末端的小写字母为HEX序列(gaaggtcggagtcaacggatt，红色)。
上述引物交由LGC公司合成。
2)KASP方法的建立
(1)DNA提取
采用常规的CTAB方法提取待测玉米的基因组DNA，并将浓度稀释到10ng/ul。
(2)KASP扩增
以上述待测样本的基因组DNA为模板，用含有SNP位点BA_26或SNP位点BA_29的KASP扩增体系分别进行KASP扩增。
KASP扩增体系为1ul(使用1536微孔板)，包括30ng烘干的DNA，0.5μl的KASP2xMasterMix(LGC公司，型号为KBS-1016-011)，0.486μl去离子水或超纯水，0.014μl引物工作液。
上述引物工作液由每个KASP标记的FAM引物、HEX引物和Common引物组成，且FAM和HEX引物浓度均为12μM/L,Common引物浓度是30μM/L。
KASP扩增程序如下：95℃15min预热；94℃20s，61-55℃1min(每个循环降低0.6℃)，10个循环；94℃20s，55℃1min，32个循环，结束。
荧光扫描：利用荧光扫描仪Pherastar仪对完成PCR程序的PCR进行扫描，利用Kraken软件读取并输出分型结果。
根据SNP位点BA_26扩增产物判断SNP位点BA_26的基因型，若PCR产物仅显示序列1所示DNA分子中5'端荧光序列的颜色(FAM荧光，蓝色)，则待测玉米SNP BA_26位点的基因型为GG；若PCR产物仅显示序列2所示DNA分子中5'端荧光序列的颜色(HEX荧光，红色)，则待测玉米SNP BA_26位点的基因型为AA；若PCR产物显示序列1所示DNA分子中5'端荧光序列的颜色和序列2所示DNA分子中5'端荧光序列的颜色(绿色)，则待测玉米SNP BA_26位点的基因型为GA。
根据SNP位点BA_29扩增产物判断SNP位点BA_29的基因型，判断BA_29的基因型，若PCR产物仅显示序列4所示DNA分子中5'端荧光序列的颜色(FAM荧光，蓝色)，则待测玉米SNPBA_29位点的基因型为AA；若PCR产物仅显示序列5所示DNA分子中5'端荧光序列的颜色(HEX荧光，红色)，则待测玉米SNP BA_29位点的基因型为TT；若PCR产物显示序列4所示DNA分子中5'端荧光序列的颜色和序列5所示DNA分子中5'端荧光序列的颜色(绿色)，则待测玉米SNP BA_29位点的基因型为TA。
三、检测茎秆抗倒伏性的SNP标记与茎秆弯折角度表型的关联
利用BA_26的KASP引物和BA_29的KASP引物分别对80个京724个京724A1构成的F2:3群体的DNA进行检测，检测方法和引物见上述二的4。空白对照为不加DNA。
结果如图2所示，可以看出，BA_29的KASP引物具有较好的分型效果，能有效区分纯合和杂合，具有较高的扩增效率；而BA_26的分型效果较差，仅能鉴定一种纯合和杂合类型；该结果表明BA26的扩增效率还不够高。
将上述80个京724个京724A1构成的F2:3群体的SNP位点BA_26和SNP位点BA_29的基因型与上述一中检测的对应茎秆弯折度进行整合，结果列表如表5和表6所示：
表5BA_29在80份玉米材料中的分型结果
Figure BDA0002338302840000091
Figure BDA0002338302840000101
根据表5可以看出，BA_29对这80个样品都成功扩增，且对纯合、杂合都有区分度。该标记中AA基因型的茎折角度平均值为60.08°，TT基因型的茎折角度平均值为49.87°，TA基因型的茎折角度平均值为55.30°，可见AA基因型对应的茎折角度大于TT及TA对应的茎折角度，表明SNP位点BA_29基因型为AA的待测玉米的茎秆抗倒伏性强于SNP位点BA_29基因型为TT或TA的待测玉米。
表6BA_26在80份玉米材料中的分型结果
Figure BDA0002338302840000102
Figure BDA0002338302840000111
根据表6可以看出，BA_26仅能成功检测67个材料的基因型，有13个材料的基因型并不能检测到，并且仅检测到了纯合GG和杂合AG，没有检测到纯合AA材料。纯合GG对应的茎折角度均值为58.24°，杂合AG对应的茎折角度均值为50.36°。
将80个材料的基因型与茎秆弯折表型对应后进行单因素方差分析，结果发现这2对标记划分的表型之间都存在极显著差异(P<0.01)，但从显著性程度来看，基因型与表型关联性更好的是BA_29(表7)。
表7KASP标记与表型关联的显著性
Figure BDA0002338302840000112
综合标记的扩增效率、以及基因分型和表型显著性结果，认为BA_29是对茎秆弯折角度分型较好的KASP标记。
因此，检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型可以鉴定或辅助鉴定玉米茎秆抗倒伏性，SNP位点BA_29位点的基因型为AA的待测玉米的茎秆抗倒伏性强于SNP位点BA_29基因型为TT或TA的待测玉米。
上述检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型可以通过如下方法进行：
1)直接测序该位点的基因型；
2)用成套引物对待测玉米基因组DNA进行PCR扩增产物，对所述PCR扩增产物进行基因分型；
成套引物由序列表中序列4第22-44位所示的单链DNA分子或其衍生物、序列表中序列5第22-44位所示的单链DNA分子或其衍生物和序列表中序列6所示的单链DNA分子组成。
基因分型的方法为采用荧光扫描仪Pherastar扫描后，若PCR产物仅显示序列4所示DNA分子中5'端连接荧光序列的颜色，则待测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型为AA；若PCR产物仅显示序列5所示DNA分子中5'端连接荧光序列的颜色，则玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型为TT；若PCR产物显示序列4所示DNA分子中5'端连接荧光序列的颜色和序列5所示DNA分子中5'端连接荧光序列的颜色，则玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型为TA。
实施例2、SNP位点BA_29的KASP标记引物的应用
一、茎秆弯曲度检测
采用本发明实施例1的一中的检测方法检测45个京724和京724A1构成的F2:3群体，结果如下表8所示。以京724和京724A1为对照。
二、SNP位点BA_29的KASP标记引物的检测
采用实施例1的二的4方法检测源于京724和京724A1构成的F2:3群体中的45个玉米株系的SNP位点BA_29的基因型，结果如下表8和图3所示。
表8BA_29在45个玉米中的基因型及茎折角度
Figure BDA0002338302840000121
将源于F2:3群体中的45个玉米株系的各个基因型对应的茎折角度平均值列表如表9所示。
表9BA_29基因型和表型间的显著性
Figure BDA0002338302840000122
上述可以看出，SNP位点BA_29基因型为AA的待测玉米的茎秆抗倒伏性(茎折角度)大于SNP位点BA_29基因型为TT或TA的待测玉米。
可以看出，SNP位点BA_29基因型的检测结果与茎秆弯曲度的检测结果一致。表明本发明方法的正确性。
SEQUENCE LISTING
<110> 北京市农林科学院
<120> 玉米茎秆抗倒伏性QTL的鉴定及分子标记的开发与应用
<160> 8
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 47
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<400> 1
gaaggtgacc aagttcatgc tggttattat gttggaagtt cttccag 47
<210> 2
<211> 49
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<400> 2
gaaggtcgga gtcaacggat tctggttatt atgttggaag ttcttccaa 49
<210> 3
<211> 25
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<400> 3
gagttgcatt tggctgcaca gagtt 25
<210> 4
<211> 44
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<400> 4
gaaggtgacc aagttcatgc tccaaccaca ggatagtaag ccct 44
<210> 5
<211> 44
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<400> 5
gaaggtcgga gtcaacggat tccaaccaca ggatagtaag ccca 44
<210> 6
<211> 24
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<400> 6
caggtatgac tagcagggtc ccaa 24
<210> 7
<211> 52
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<220>
<221> misc_feature
<222> (30)..(30)
<223> n is a or t
<400> 7
caggtatgac tagcagggtc ccaacagggn gggcttacta tcctgtggtt gg 52
<210> 8
<211> 66
<212> DNA
<213> Artificial sequence
<220>
<221> misc_feature
<222> (28)..(28)
<223> n is a, or g
<400> 8
ctggttatta tgttggaagt tcttccanca ctcagccatc taactctgtg cagccaaatg 60
caactc 66

Claims (10)

1.检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型的物质在鉴定或辅助鉴定玉米茎秆抗倒伏性中的应用；
所述SNP位点BA_29为序列7所示的核苷酸序列的第30位。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所SNP位点BA_29的基因型为AA、TT或TA。
3.检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型的物质在选育茎秆抗倒伏性强或茎秆抗倒伏性弱的玉米中的应用；
所述SNP位点BA_29为序列7所示的核苷酸序列的第30位。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：
所SNP位点BA_29的基因型为AA、TT或TA。
5.根据权利要求1-3中任一所述的应用，其特征在于：
所述检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型的物质为1)或2)：
1)成套引物；
2)含有所述成套引物的PCR试剂或试剂盒；
所述成套引物由序列表中序列4第22-44位所示的单链DNA分子或其衍生物、序列表中序列5第22-44位所示的单链DNA分子或其衍生物和序列表中序列6所示的单链DNA分子组成。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述序列表中序列4第22-44位所示的单链DNA分子的衍生物为序列4第22-44位所示的单链DNA分子的5'端连接一种荧光序列，
所述序列表中序列5第22-44位所示的单链DNA分子的衍生物为序列5第22-44位所示的单链DNA分子的5'端连接另一种荧光序列。
7.一种鉴定或辅助鉴定玉米茎秆抗倒伏性的方法，包括如下步骤：检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型为AA、TT或TA，SNP位点BA_29位点的基因型为AA的待测玉米的茎秆抗倒伏性强于SNP位点BA_29基因型为TT或TA的待测玉米；
或一种选育茎秆抗倒伏性强的玉米的方法，为检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型为AA、TT或TA，选育SNP位点BA_29的基因型为AA的待测玉米，得到茎秆抗倒伏性强的玉米；
所述SNP位点BA_29为序列7所示的核苷酸序列的第30位。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：
所述检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型为AA、TT或TA的方法为如下A)或B)：
A)直接测序；
B)用权利要求5中的所述成套引物对待测玉米基因组DNA进行PCR扩增产物，对所述PCR扩增产物进行基因分型。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
所述基因分型的方法为荧光扫描仪扫描后，若所述PCR产物仅显示序列4所示DNA分子中5'端连接荧光序列的颜色，则所述待测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型为AA；若所述PCR产物仅显示序列5所示DNA分子中5'端连接荧光序列的颜色，则所述玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型为TT；若所述PCR产物显示序列4所示DNA分子中5'端连接荧光序列的颜色和序列5所示DNA分子中5'端连接荧光序列的颜色，则所述玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型为TA。
10.一种鉴定或辅助鉴定玉米茎秆抗倒伏性的物质，为权利要求1-6所述应用中的所述检测玉米3号染色体上SNP位点BA_29的基因型的物质。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112795691A (zh) * 2021-03-24 2021-05-14 湖南农业大学 与玉米茎粗连锁的分子标记及其应用
CN114196685A (zh) * 2021-12-21 2022-03-18 扬州大学 玉米茎秆穿刺强度基因ZmFLS2及其分子标记的应用
CN115927704A (zh) * 2022-07-27 2023-04-07 湖南农业大学 与玉米茎秆长度紧密连锁的分子标记及其应用
CN118064639A (zh) * 2024-04-19 2024-05-24 华南农业大学 用于花生茎秆强度鉴定的分子标记的引物组及应用
CN120624717A (zh) * 2025-07-04 2025-09-12 河北农业大学 与玉米抗倒伏紧密连锁的标记及其应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010052140A1 (en) * 2000-03-24 2001-12-13 Bruce Wesley B. Methods of selection and development of plants having improved root quality and root lodging resistance
CN105699600A (zh) * 2016-03-09 2016-06-22 山东省农业科学院玉米研究所 一种评价玉米茎秆抗倒伏能力的方法
CN106086180A (zh) * 2016-06-17 2016-11-09 湖南农业大学 一种水稻抗倒伏主效QTLqSR5.1的分子标记方法
CN106544423A (zh) * 2016-10-31 2017-03-29 中国农业大学 抗倒伏分子标记及其多态性在鉴定玉米抗倒伏性状中的应用
CN109295248A (zh) * 2018-10-26 2019-02-01 河南省农业科学院作物设计中心 用于检测控制玉米茎秆强度主效qtl连锁的分子标记的引物、试剂盒、检测方法及应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010052140A1 (en) * 2000-03-24 2001-12-13 Bruce Wesley B. Methods of selection and development of plants having improved root quality and root lodging resistance
CN105699600A (zh) * 2016-03-09 2016-06-22 山东省农业科学院玉米研究所 一种评价玉米茎秆抗倒伏能力的方法
CN106086180A (zh) * 2016-06-17 2016-11-09 湖南农业大学 一种水稻抗倒伏主效QTLqSR5.1的分子标记方法
CN106544423A (zh) * 2016-10-31 2017-03-29 中国农业大学 抗倒伏分子标记及其多态性在鉴定玉米抗倒伏性状中的应用
CN109295248A (zh) * 2018-10-26 2019-02-01 河南省农业科学院作物设计中心 用于检测控制玉米茎秆强度主效qtl连锁的分子标记的引物、试剂盒、检测方法及应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ENSEMBLPLANTS: "PZE0314813208", 《ENSEMBLPLANTS》 *
HAIXIAO HU: "QTL mapping of stalk bending strength in a recombinant inbred line maize population", 《THEOR APPL GENET》 *
李鹏程等: "基于高密度遗传图谱的玉米抗倒伏相关性状QTL分析", 《分子植物育种》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112795691A (zh) * 2021-03-24 2021-05-14 湖南农业大学 与玉米茎粗连锁的分子标记及其应用
CN112795691B (zh) * 2021-03-24 2022-02-18 湖南农业大学 与玉米茎粗连锁的分子标记及其应用
CN114196685A (zh) * 2021-12-21 2022-03-18 扬州大学 玉米茎秆穿刺强度基因ZmFLS2及其分子标记的应用
CN115927704A (zh) * 2022-07-27 2023-04-07 湖南农业大学 与玉米茎秆长度紧密连锁的分子标记及其应用
CN118064639A (zh) * 2024-04-19 2024-05-24 华南农业大学 用于花生茎秆强度鉴定的分子标记的引物组及应用
CN120624717A (zh) * 2025-07-04 2025-09-12 河北农业大学 与玉米抗倒伏紧密连锁的标记及其应用

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