玉米籽粒叶酸含量相关的SNP分子标记及应用

本发明具体涉及玉米籽粒叶酸含量相关的snp分子标记及应用。

背景技术：

1、叶酸是一类人体必需的水溶性b族维生素，对人体多种生命活动均具有重要作用，它不仅参与核酸、蛋白质、甲硫氨酸、丝氨酸等氨基酸的生物合成，而且在维生素b6和b12的合成和修复过程中也发挥重要作用。但是，叶酸在人体中不能自主合成，人体生命活动所需的叶酸主要来自日常饮食。世界卫生组织建议成年人每天叶酸摄入量为400μg，而怀孕期间增加至600μg。在玉米、小麦和水稻等主粮作物中叶酸含量较低，难以满足人体需求，使得叶酸缺乏症成为一个全球范围内的营养健康问题。在人体中，缺乏叶酸会增加心血管疾病、神经系统疾病、消化系统疾病和癌症的发病率，尤其是孕妇缺乏叶酸会影响胎儿dna的合成，导致先天畸形儿和巨幼细胞贫血等致命性疾病。叶酸缺乏一般可以通过药剂补充和植物叶酸生物强化等方式解决，但是，通过人工合成的药剂补充叶酸对于一些发展中国家来说成本比较高，且摄入过多的人工合成叶酸也会带来一定的副作用。

2、因此，利用生物学手段提高主粮作物中的叶酸含量，进行主粮作物的叶酸强化育种具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是如何提供一种与玉米籽粒叶酸含量相关的snp分子标记。

2、为了解决上述问题，本技术提供了下述应用。

3、检测snp多态性或基因型的物质在下述任一中的应用：

4、a1)鉴定或辅助鉴定玉米籽粒叶酸含量中的应用；

5、a2)制备鉴定或辅助鉴定玉米籽粒叶酸含量的产品中的应用；

6、a3)玉米育种中的应用；

7、a4)制备玉米育种产品中的应用；

8、所述snp为玉米基因组中的一个单核苷酸多态性，其序列表中seq?id?no.1的第59位核苷酸，其为a或t。

9、所述物质可为产品。所述物质可包括检测上述单核苷酸多态性的试剂、试剂盒和/或仪器。具体的说，为检测上述单核苷酸多态性进行核酸体外扩增所需的引物和/或其他试剂和/或仪器。

10、本技术中，所述snp的基因型可为基因型aa或基因型tt或基因型at，基因型aa是snp为a的纯合型；基因型tt是snp为t的纯合型合型；基因型at是snp为a和snp为t的杂合型。

11、上述的应用中，玉米育种的目的为培育高叶酸含量的玉米。

12、本技术中，所述玉米籽粒为自花授粉所得。

13、为了解决上述问题，本技术还提供了产品。

14、所述产品为含有上述检测snp多态性或基因型的物质，且可为下述g1)-g3)中的任一种：

15、g1)检测所述snp的产品；

16、g2)鉴定或辅助鉴定玉米籽粒叶酸含量的产品；

17、g3)用于玉米育种的产品；

18、为了解决上述问题，本技术还提供了鉴定或辅助鉴定玉米籽粒叶酸含量的方法。

19、所述方法包括检测待测玉米基因组中权上述的snp基因型，根据待测玉米的所述基因型鉴定或辅助鉴定玉米籽粒叶酸含量：

20、所述基因型为tt的玉米籽粒叶酸含量高于或候选高于所述基因型为at和aa的玉米籽粒叶酸含量，所述tt是seq?id?no.1的第59位核苷酸为t的纯合型，所述aa是seqidno.1的第59位核苷酸为a的纯合型，所述基因型为at是seq?id?no.1的第59位核苷酸为a和t的杂合型。

21、为了解决上述问题，本技术还提供了玉米育种的方法。

22、所述方法包括选择基因组中含有上述基因型为tt的玉米作为亲本进行育种。

23、上述的应用、产品或方法中，所述育种的目的包括培育或选育玉米籽粒叶酸含量高的玉米。

24、上述的应用、产品或方法中，所述检测所述snp多态性或基因型的物质为如下d1)、d2)、d3)或d4)：

25、d1)含有特异性扩增snp位点的体外核酸扩增引物；

26、d2)含有d1)所述体外核酸扩增引物的体外核酸扩增试剂；

27、d3)含有d1)所述体外核酸扩增引物或d2)所述体外核酸扩增试剂的试剂盒；

28、d4)含有d1)所述体外核酸扩增引物、d2)所述体外核酸扩增试剂或d3)所述试剂盒的检测仪器。

29、所述体外核酸扩增技术可为聚合酶链式反应(pcr)、链替代扩增(sda)、连接酶链式反应(lcr)和依赖核酸序列的扩增(nasba)、滚环核酸扩增(rca)、环介导等温扩增(lamp)、依赖解旋酶的等温扩增技术(hda)或qβ复制技术。

30、本技术以聚合酶链式反应(pcr)为扩增手段，进行多态性检测。

31、上述应用、方法和产品中，所述体外核酸扩增引物可被标记物标记也可不被标记物标记。所述标记物指可用于提供可检测的效果且可以连接至核酸的任何原子或分子。标记物包括但不限于染料；放射性标记，诸如32p；结合部分，诸如生物素(biotin)；半抗原，诸如地高辛(dig)；发光、发磷光或发荧光部分；和单独的荧光染料或与可以通过荧光共振能量转移(fret)抑制或移动发射光谱的部分组合的荧光染料。标记可以提供可通过荧光、放射性、比色、重量测定、x射线衍射或吸收、磁性、酶活性等检测的信号。标记可以是带电荷的部分(正电荷或负电荷)或可选地，可以是电荷中性的。标记可以包括核酸或蛋白序列或由其组合，只要包含标记的序列是可检测的。在一些实施方案中，核酸在没有标记的情况下直接检测。

32、上文中，所述体外核酸扩增引物可为如下引物：

33、fol9.24fam:gaaggtgaccaagttcatgctcctacacctacagcgttggt；

34、fol9.24hex:gaaggtcggagtcaacggattcctacacctacagcgttgga；

35、fol9.24c：gccaacaaatgcgacgatgt。

36、所述玉米可为下述中的至少一种：

37、所述玉米可为a玉米和b玉米的杂交后代，所述a玉米为基因组中所述snp为a的玉米，所述b玉米为基因组中所述snp为t的玉米。所述杂交后代可为f2代及其以上世代，如f2代，bc1f2等。

38、所述a玉米可为鲜食玉米bn2，所述b玉米可为鲜食玉米n39。

39、所述育种的目的包括培育高叶酸含量的玉米。

40、上述应用、方法和产品中，所述物质可为通过下述至少一种方法确定所述snp分子标记或基因型所需的试剂和/或试剂盒和/或仪器：体外核酸扩增、dna测序、限制性酶切片段长度多态性、单链构象多态性、变性高效液相色谱和snp芯片。其中，snp芯片包括基于核酸杂交反应的芯片、基于单碱基延伸反应的芯片、基于等位基因特异性引物延伸反应的芯片、基于“一步法”反应的芯片、基于引物连接反应的芯片、基于限制性内切酶反应的芯片、基于蛋白dna结合反应的芯片，及基于荧光分子dna结合反应的芯片。

41、上述的应用、产品或方法中，所述体外核酸扩增引物包括引物组f1和引物组f2组：

42、所述引物组f1包括f1和/或c：

43、f1：核苷酸序列是序列表中seq?id?no.2第22位-第41位的单链dna；

44、c：核苷酸序列是序列表中seq?id?no.4的单链dna；

45、所述引物组f2包括f2和/或r：

46、f2：核苷酸序列是序列表中seq?id?no.3第22位-第41位的单链dna；

47、c：核苷酸序列是序列表中seq?id?no.4的单链dna。

48、上述的应用、产品或方法中，所述f1的5’端修饰有fam荧光标签，所述f2的5’端修饰有hex荧光标签。

49、fam荧光标签序列为gaaggtgaccaagttcatgct。f1的5’端修饰有fam荧光标签的序列为seq?id?no.2。

50、hex荧光标签序列为gaaggtcggagtcaacggatt。f2的5’端修饰有hex荧光标签的序列为seq?id?no.3。

51、为了解决上述问题，本技术还提供了dna分子。

52、所述dna分子是核苷酸序列为序列1的dna分子。

53、上述玉米为自花受粉。

54、本技术中，所述玉米为自交玉米。

55、本技术中，所述玉米为自花授粉。

56、有益效果

57、本发明公开了玉米籽粒叶酸含量相关的snp分子标记及应用。本发明解决的技术问题是提供一种与玉米籽粒叶酸含量相关的snp分子标记。具体公开了检测snp多态性或基因型的物质在a1)鉴定或辅助鉴定玉米籽粒叶酸含量中的应用、a2)制备鉴定或辅助鉴定玉米籽粒叶酸含量的产品中的应用、a3)玉米育种中的应用、a4)制备玉米育种产品中的应用；所述snp为序列表中seq?id?no.1的第59位核苷酸，其为a或t。通过检测玉米中上述snp位点的基因型，可以鉴定或辅助鉴定待测品种玉米籽粒叶酸含量，也可通过使用含有snp分子标记的玉米亲本进行杂交选育，获得具有高叶酸含量籽粒的玉米。

58、首先，本技术通过技术分析找到了一个与玉米籽粒叶酸含量相关的snp分子标记，以bn2基因组dna为模板，利用该分子标记引物扩增出seq?id?no.1的第59位核苷酸为a。以n39基因组dna为模板，利用该分子标记引物扩增出seq?id?no.1的第59位核苷酸为t。此snp位点发现了两种基因型，序列1的第59位为a的纯合型的基因型为aa，序列1的第59位为t的纯合型的基因型为tt。

59、本技术检测了以及使用鲜食玉米n39为父本对上述f2分离群体中基因型为aa的的单株(作为母本)进行回交，自交后获得bc1f2家系群体213株，获得了三种基因型子代，序列1的第59位为a的纯合型的基因型为aa，序列1的第59位为t的纯合型的基因型为tt。序列1的第59位为a和序列1的第59位为t的杂合型为基因型为at。对两个家系群体的单株进行snp分子标记基因型检测和叶酸含量测定，

60、结果表明，所述基因型为tt的玉米籽粒叶酸含量高于或候选高于所述基因型为at和aa的玉米籽粒叶酸含量，可用于鉴定或辅助鉴定玉米籽粒叶酸含量和提高鲜食玉米叶酸性状的选育效率。