本發(fā)明涉及植物分子育種，尤其是涉及一種玉米開花期性狀相關(guān)snp位點(diǎn)及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、如下陳述僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息，而不必然地構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

2、玉米是飼料和生物能源的主要來源，也是全球主要的糧食作物之一。開花期作為重要適應(yīng)性性狀，代表著植物對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)性，在一定程度上反映了營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變，因此玉米花期性狀是評(píng)價(jià)品種熟性的重要指標(biāo)；另外，玉米花期與品種的區(qū)域性和季節(jié)適應(yīng)性密切相關(guān)，影響穗的結(jié)實(shí)率，是決定玉米產(chǎn)量的重要性狀之一；除此以外，開花期在育種過程中也是一個(gè)重要性狀，通過調(diào)整合適的開花期有利于解決制種過程中父母本花期不遇的問題，從而提高制種成功率；開花期的提前，可以保證玉米充分脫水，適宜機(jī)收，這可以為我國(guó)黃淮海地區(qū)小麥-玉米一年兩熟耕作模式下的小麥播種減輕壓力。

3、單倍型標(biāo)記是通過遺傳連鎖分析，在統(tǒng)一染色體基因附近區(qū)域篩選到的一組與基因表型關(guān)聯(lián)的標(biāo)記。單倍型標(biāo)記通過一組標(biāo)記，而不是少量的一個(gè)或幾個(gè)標(biāo)記，對(duì)基因的功能進(jìn)行鑒定，不會(huì)因?yàn)閱蝹€(gè)標(biāo)記的檢測(cè)失敗而無法鑒定基因的功能，由于檢測(cè)的標(biāo)記分布于基因的內(nèi)部和上下游，也避免了因?yàn)榛蚋浇l(fā)生重組而鑒定不準(zhǔn)確的問題。

4、玉米基因組大小約2.3gb，是擬南芥的18倍，水稻的5倍?；诙鄠€(gè)玉米品種從頭測(cè)序和群體重測(cè)序，玉米的單倍型圖譜（hapmap）從第一代完善到了第三代。hapmap1利用27個(gè)玉米自交系的全基因組序列構(gòu)建而成，包含了330萬的snp和indel數(shù)據(jù)；隨后的hapmap2包括了玉米馴化前品種（摩擦禾）和馴化品種，從103份材料中鑒定出超過5000萬個(gè)snp；hapmap3涵蓋了世界各地的1218個(gè)玉米品系或品種，通過建立一個(gè)新的計(jì)算流程來處理超過12萬億bp的測(cè)序數(shù)據(jù)，最終確定了超過8300萬個(gè)的變異位點(diǎn)（robert?bukowski?et?al，construction?of?the?third-generation?zea?mays?haplotype?map.gigascience，2047-217x）。

5、另一方面，2013年，王國(guó)英及嚴(yán)建兵等合作利用mrna測(cè)序的策略獲得了368份具有廣泛代表性的玉米自交系約360萬個(gè)基于轉(zhuǎn)錄序列的snp標(biāo)記（fu等，rna?sequencingreveals?the?complex?regulatory?network?in?the?maize?kernel.?nat?commun,?4:2832）。之后，嚴(yán)建兵團(tuán)隊(duì)整合了由540個(gè)自交系組成的關(guān)聯(lián)群體，包含了代表熱帶、亞熱帶和溫帶的育種種質(zhì)資源，其中143個(gè)自交系來自中國(guó)廣泛使用的商業(yè)雜交親本，95個(gè)自交系來自中國(guó)地方玉米品種，54個(gè)自交系選自gem（germplasm?enhancement?of?maize）項(xiàng)目，235個(gè)自交系來自國(guó)際玉米小麥改良中心，通過rna測(cè)序和gbs（genotyping-by-sequencing）測(cè)序技術(shù)，共獲得2.65m個(gè)snp標(biāo)記（yang等，characterization?of?a?globalgermplasm?collection?and?its?potential?utilization?for?analysis?of?complexquantitative?traits?in?maize.?mol?breeding?28,?511–526）。在眾多已發(fā)現(xiàn)的玉米snp標(biāo)記中，篩選出與開花期性狀相關(guān)的單倍型標(biāo)記，可以有效預(yù)測(cè)玉米的開花期性狀，從而輔助玉米性狀評(píng)估和育種工作。

6、有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種玉米開花期性狀相關(guān)snp位點(diǎn)及其應(yīng)用，以輔助玉米開花期表型鑒定和玉米育種。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明特采用如下技術(shù)方案：

3、本文中，如果沒有特別的說明，本文所提到的所有實(shí)施方式以及優(yōu)選實(shí)施方法可以相互組合形成新的技術(shù)方案。本文所提到的所有技術(shù)特征以及優(yōu)選特征可以相互組合形成新的技術(shù)方案。所涉及的各組分或其優(yōu)選組分可以相互組合形成新的技術(shù)方案。

4、本文中，除非另有說明，任意編號(hào)是用以區(qū)分一個(gè)實(shí)體或行為與另一個(gè)實(shí)體或行為，而非必須要求或暗示這些實(shí)體或行為之間的任何實(shí)際的這種關(guān)系、順序或重要程度，例如編號(hào)ⅰ、ⅱ和ⅲ。

5、本文中，除另有說明，“任選地”“任選”、“可選的”或“可選”是指意味著隨后所描述的事件或環(huán)境可以但不必發(fā)生，該說明包括該事件或環(huán)境發(fā)生或不發(fā)生的場(chǎng)合。

6、本文中，術(shù)語“包含”或“包括”意指包括所述的要素、整數(shù)或步驟，但是不排除任意其他要素、整數(shù)或步驟。

7、“cacta類轉(zhuǎn)座子元件”是一類dna轉(zhuǎn)座子，屬于en/spm超家族，因其頭尾存在高度保守的cacta反向重復(fù)序列。本文中， zmcct10基因上游5122bp的cacta類轉(zhuǎn)座子元件指的是文獻(xiàn)xu,?x.,?liu,?y.,?ge,?s.,&wang,?b.?(2013).?cacta-like?transposable?elementin?zmcct?attenuated?photoperiod?sensitivity?and?accelerated?thepostdomestication?spread?of?maize.?proceedings?of?the?national?academy?ofsciences?of?the?united?states?of?america,?110(42),?16969-16974.?https://doi.org/10.1073/pnas.1310949110.中記載的cacta類轉(zhuǎn)座子元件，該cacta類轉(zhuǎn)座子元件長(zhǎng)度為5,122?bp（基于b73的全基因組序列v2版本確定，核苷酸序列如seq?id?no.2所示），插入在zmcct10基因的啟動(dòng)子區(qū)域，該cacta類轉(zhuǎn)座子元件位于開放閱讀框（orf）上游2,543bp處，具有3?bp（5′-gct-3′）的靶標(biāo)重復(fù)和13?bp（5′-cactacaggaaaa-3′，seq?id?no.1）的末端反向重復(fù)。該轉(zhuǎn)座子元件通過順式作用（cis-acting）抑制zmcct基因的表達(dá)，從而降低玉米對(duì)長(zhǎng)日照條件的光周期敏感性。

8、本文中，“單倍型標(biāo)記”指的是在同一染色體上緊密連鎖的多個(gè)分子標(biāo)記的線性組合。

9、除非另有說明，本文中所用的專業(yè)與科學(xué)術(shù)語與本領(lǐng)域熟練人員所熟悉的意義相同。此外，任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法或材料也可應(yīng)用于本文中。

10、本發(fā)明基于網(wǎng)站maizeg（http://www.maizego.org/programs.html）提供的540份玉米自交系及2.65m個(gè)snp位點(diǎn)信息，通過比對(duì)已經(jīng)發(fā)表的基因序列或者功能基因位點(diǎn)，區(qū)分含有目標(biāo)基因的品種，隨后通過生物信息學(xué)的方法，開發(fā)出1組與玉米開花期基因 zmcct10緊密連鎖的分子標(biāo)記。

11、第一方面，提供了一種檢測(cè)玉米snp位點(diǎn)的物質(zhì)在制備用于預(yù)測(cè) zmcct10基因上游5122bp是否存在cacta類轉(zhuǎn)座子元件插入的產(chǎn)品中的應(yīng)用，所述snp位點(diǎn)包括snp1和snp2；

12、snp1所在基因組位置為chr10：94435769?bp；

13、snp2所在基因組位置為chr10：94441051?bp；

14、snp1和snp2組成單倍型標(biāo)記，snp位點(diǎn)的物理位置是基于b73的全基因組序列v4版本確定。

15、可選的實(shí)施方式中，所述檢測(cè)snp位點(diǎn)的物質(zhì)包括用于snp檢測(cè)的探針、snp芯片、核酸擴(kuò)增的試劑、用于檢測(cè)核酸擴(kuò)增產(chǎn)物的試劑、用于構(gòu)建測(cè)序文庫的試劑和用于測(cè)序的試劑中的一種或多種。更具體的，所述檢測(cè)snp位點(diǎn)的物質(zhì)包括但不限于引物、探針、用于核酸擴(kuò)增反應(yīng)的酶、熒光標(biāo)記、緩沖試劑、dntp、鹽等，根據(jù)具體的檢測(cè)手段不同，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)一般和更具體的教材、參考文獻(xiàn)、工藝手冊(cè)、商品說明和標(biāo)準(zhǔn)文件等記載的方法來選擇上述用于核酸擴(kuò)增的試劑、用于檢測(cè)核酸擴(kuò)增產(chǎn)物的試劑、用于構(gòu)建測(cè)序文庫的試劑和用于測(cè)序的試劑，本發(fā)明對(duì)此不做限制。

16、第二方面，提供了一種檢測(cè)玉米snp位點(diǎn)的物質(zhì)制備用于預(yù)測(cè)玉米開花期性狀的產(chǎn)品中的應(yīng)用，所述snp位點(diǎn)包括snp1和snp2；

17、snp1所在基因組位置為chr10：94435769?bp；

18、snp2所在基因組位置為chr10：94441051?bp；

19、snp1和snp2組成單倍型標(biāo)記，snp位點(diǎn)的物理位置是基于b73的全基因組序列v4版本確定。

20、可選的實(shí)施方式中，所述檢測(cè)snp位點(diǎn)的物質(zhì)包括用于snp檢測(cè)的探針、snp芯片、核酸擴(kuò)增的試劑、用于檢測(cè)核酸擴(kuò)增產(chǎn)物的試劑、用于構(gòu)建測(cè)序文庫的試劑和用于測(cè)序的試劑中的一種或多種。更具體的，所述檢測(cè)snp位點(diǎn)的物質(zhì)包括但不限于引物、探針、用于核酸擴(kuò)增反應(yīng)的酶、熒光標(biāo)記、緩沖試劑、dntp、鹽等，根據(jù)具體的檢測(cè)手段不同，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)一般和更具體的教材、參考文獻(xiàn)、工藝手冊(cè)、商品說明和標(biāo)準(zhǔn)文件等記載的方法來選擇上述用于核酸擴(kuò)增的試劑、用于檢測(cè)核酸擴(kuò)增產(chǎn)物的試劑、用于構(gòu)建測(cè)序文庫的試劑和用于測(cè)序的試劑，本發(fā)明對(duì)此不做限制。

21、第三方面，提供了一種試劑盒，所述試劑盒包括檢測(cè)玉米snp位點(diǎn)的物質(zhì)，所述snp位點(diǎn)包括snp1和snp2；

22、snp1所在基因組位置為chr10：94435769?bp；

23、snp2所在基因組位置為chr10：94441051?bp；

24、snp1和snp2組成單倍型標(biāo)記，snp位點(diǎn)的物理位置是基于b73的全基因組序列v4版本確定。

25、可選的實(shí)施方式中，所述試劑盒包含用于snp檢測(cè)的探針、snp芯片、核酸擴(kuò)增的試劑、用于檢測(cè)核酸擴(kuò)增產(chǎn)物的試劑、用于構(gòu)建測(cè)序文庫的試劑和用于測(cè)序的試劑中的一種或多種。更具體的，所述檢測(cè)snp位點(diǎn)的物質(zhì)包括但不限于引物、探針、用于核酸擴(kuò)增反應(yīng)的酶、熒光標(biāo)記、緩沖試劑、dntp、鹽等，根據(jù)具體的檢測(cè)手段不同，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)一般和更具體的教材、參考文獻(xiàn)、工藝手冊(cè)、商品說明和標(biāo)準(zhǔn)文件等記載的方法來選擇上述用于核酸擴(kuò)增的試劑、用于檢測(cè)核酸擴(kuò)增產(chǎn)物的試劑、用于構(gòu)建測(cè)序文庫的試劑和用于測(cè)序的試劑，本發(fā)明對(duì)此不做限制。

26、第四方面，提供了一種預(yù)測(cè) zmcct10基因上游5122bp是否存在cacta類轉(zhuǎn)座子元件插入的方法，所述方法包括檢測(cè)待測(cè)樣本的snp1和snp2；

27、snp1所在基因組位置為chr10：94435769?bp；

28、snp2所在基因組位置為chr10：94441051?bp；

29、snp1和snp2組成單倍型標(biāo)記，snp2和snp1依次組成的單倍型為cc，即在同一染色體上的snp1和snp2位點(diǎn)的堿基類型均為c，則預(yù)測(cè)待測(cè)樣本為基因 zmcct10基因啟動(dòng)子上游存在cacat類轉(zhuǎn)座子插入，snp位點(diǎn)的物理位置是基于b73的全基因組序列v4版本確定。

30、第五方面，提供了一種預(yù)測(cè)玉米開花期性狀的方法，所述方法包括檢測(cè)待測(cè)樣本的snp1和snp2；

31、snp1所在基因組位置為chr10：94435769?bp；

32、snp2所在基因組位置為chr10：94441051?bp；

33、snp1和snp2組成單倍型標(biāo)記，snp2和snp1依次組成的單倍型為cc，即在同一染色體上的snp1和snp2位點(diǎn)的堿基類型均為c，則預(yù)測(cè)待測(cè)樣本開花期提前，snp位點(diǎn)的物理位置是基于b73的全基因組序列v4版本確定。

34、第六方面，提供了第三方面的試劑盒，或第四方面的預(yù)測(cè) zmcct10基因上游5122bp是否存在cacta類轉(zhuǎn)座子元件插入的方法，或第五方面的預(yù)測(cè)玉米開花期性狀的方法在如下任一項(xiàng)中的應(yīng)用：

35、（?。┰u(píng)價(jià)品種熟性；

36、（ⅱ）預(yù)測(cè)玉米產(chǎn)量；

37、（ⅲ）玉米育種。

38、可選的實(shí)施方式中，所述玉米育種包括但不限于玉米開花期標(biāo)記輔助選擇育種、基因聚合育種或全基因組選擇育種。

39、第七方面，提供了一種玉米育種方法，所述方法包括使玉米snp2和snp1依次組成的單倍型為cc，即使在同一染色體上的snp1和snp2位點(diǎn)的堿基類型均為c。

40、snp1所在基因組位置為chr10：94435769?bp；

41、snp2所在基因組位置為chr10：94441051?bp；

42、snp位點(diǎn)的物理位置是基于b73的全基因組序列v4版本確定。

43、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

44、本發(fā)明基于540個(gè)玉米自交系及2.65m個(gè)單核苷酸多態(tài)性（snp）位點(diǎn)信息，獲得開花期調(diào)控基因 zmcct10的功能位點(diǎn)cacta類轉(zhuǎn)座子上下游各100kb區(qū)域內(nèi)的共計(jì)945個(gè)snp的基因型信息，通過單倍型分析，發(fā)現(xiàn)與cacta類轉(zhuǎn)座子關(guān)聯(lián)的2個(gè)snp位點(diǎn)。這2個(gè)snp位點(diǎn)組成單倍型標(biāo)記可用于玉米花期基因 zmcct10的功能位點(diǎn)即是否在基因上游存在cacta類轉(zhuǎn)座子的鑒定，有效避免了因?yàn)樯贁?shù)標(biāo)記檢測(cè)失敗而導(dǎo)致的鑒定精準(zhǔn)性問題，以及由于基因附近發(fā)生重組而導(dǎo)致的標(biāo)記功能喪失的問題，提高功能基因鑒定的精準(zhǔn)性。利用該單倍型標(biāo)記鑒定玉米開花期基因 zmcct10是否存在cacta類轉(zhuǎn)座子元件，可以輔助玉米開花期表型鑒定。

45、該單倍型標(biāo)記可用于轉(zhuǎn)化成基于基礎(chǔ)pcr的單個(gè)snp標(biāo)記（如kasp標(biāo)記）和應(yīng)用于snp芯片設(shè)計(jì)，應(yīng)用于評(píng)價(jià)品種熟性、預(yù)測(cè)玉米產(chǎn)量和玉米育種，例如玉米開花期標(biāo)記輔助選擇育種、基因聚合育種及全基因組選擇育種，進(jìn)一步提高分子育種的效率和準(zhǔn)確性，加快玉米遺傳改良。