本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)生物，尤其涉及一種與玉米株高調(diào)控相關(guān)的snp分子標(biāo)記及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、株高是影響玉米產(chǎn)量和環(huán)境適應(yīng)性的關(guān)鍵農(nóng)藝性狀。適宜的株高可以提高植株的抗倒伏能力、種植密度和收獲指數(shù)，從而促進(jìn)玉米穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)。玉米不僅是世界范圍內(nèi)的重要糧食作物，也是重要的飼料和工業(yè)原料來(lái)源，因其高產(chǎn)的特點(diǎn)和適應(yīng)性廣泛，成為全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵作物。然而，與其他糧食作物相比，玉米的株高存在一定的遺傳變異性，因此育種家通過(guò)分析不同玉米基因型與株高的關(guān)系，進(jìn)一步培育高稈或者矮稈玉米品種。

2、盡管已有關(guān)于玉米株高基因的研究，比如cn201110333262.6的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種與玉米株高性狀相關(guān)的snp位點(diǎn)。該位點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)為株高的分子標(biāo)記輔助選擇提供了重要依據(jù)。然而，玉米株高作為復(fù)雜數(shù)量性狀，其形成涉及多基因協(xié)同調(diào)控和環(huán)境互作效應(yīng)，現(xiàn)有研究仍存在以下局限性：已知分子標(biāo)記的適用性有限以及關(guān)鍵調(diào)控基因的挖掘不足等。

3、綜上，玉米株高改良是玉米育種和生物技術(shù)改良的重要目標(biāo)。挖掘與玉米株高相關(guān)的功能基因，可為分子標(biāo)記輔助選擇培育高產(chǎn)玉米提供技術(shù)支持。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了位于玉米1號(hào)染色體上與調(diào)控株高顯著相關(guān)的位點(diǎn)chr1：snp-25,296,496，該位點(diǎn)是本發(fā)明通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析（全基因組關(guān)聯(lián)分析genome-wide?association?study,?gwas）發(fā)現(xiàn)的，進(jìn)而挖掘到調(diào)控玉米株高的功能基因zm00001eb008340，qrt-pcr結(jié)果也顯示這個(gè)基因的表達(dá)量在四個(gè)親本的v14時(shí)期節(jié)間中均有顯著提升，進(jìn)一步驗(yàn)證了該分子標(biāo)記與株高的關(guān)系。

2、本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)該snp位點(diǎn)（chr1:snp-25,296,496）及其關(guān)聯(lián)基因zm00001eb008340是調(diào)控玉米株高的新靶點(diǎn)；在三種環(huán)境中均檢測(cè)到該位點(diǎn)與株高的顯著關(guān)聯(lián)。為分子標(biāo)記輔助育種（如mas、mabc）提供精準(zhǔn)工具，可高效選育高/矮稈品種。

3、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

4、本發(fā)明提供一種與玉米株高調(diào)控相關(guān)的snp分子標(biāo)記，所述snp位點(diǎn)位于玉米第1號(hào)染色體的chr1:snp-25,296,496，其分子標(biāo)記序列如seq?id?no:1所示，其中第201位堿基呈現(xiàn)c/t多態(tài)性。

5、作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步補(bǔ)充：當(dāng)所述分子標(biāo)記中第201位點(diǎn)的基因型為cc時(shí)，玉米表現(xiàn)為矮稈性狀；當(dāng)堿基突變?yōu)閠t時(shí)，玉米表現(xiàn)為高稈性狀。

6、本發(fā)明還提供一種檢測(cè)所述snp分子標(biāo)記的試劑盒，所述試劑盒包含用于檢測(cè)所述snp位點(diǎn)的引物、探針或測(cè)序試劑。

7、作為優(yōu)選，所述引物序列如seq?id?no:4（前引物）和seq?id?no:5（后引物）所示。所述引物特異性高，能高效擴(kuò)增出分子標(biāo)記片段。

8、本發(fā)明還提供一種調(diào)控玉米株高的方法，采用基因編輯技術(shù)將seq?id?no:1所示序列的第201位堿基從c突變?yōu)閠，以獲得適宜高度的玉米品種。

9、所述基因編輯技術(shù)為crispr/cas9、crispr/cas12a、talen、pe（prime?editors）或zfn。即在一些具體的實(shí)施例中，基因編輯工具可以是crispr/cas9系統(tǒng)、crispr/cas12a系統(tǒng)、先導(dǎo)編輯器（prime?editors,?pe）、zfn技術(shù)（zinc?finger?nucleases）、talen技術(shù)（transcription?activator-like?effector?nucleases）等現(xiàn)有技術(shù)工具。

10、本發(fā)明還提供一種與所述snp分子標(biāo)記關(guān)聯(lián)的玉米株高調(diào)控蛋白，所述蛋白的氨基酸序列如seq?id?no:3所示。

11、本發(fā)明還提供一種編碼所述蛋白的基因，所述基因的核苷酸序列如seq?id?no:2所示。所述蛋白或基因的表達(dá)量與玉米株高生長(zhǎng)呈正相關(guān)。

12、本發(fā)明還提供所述snp分子標(biāo)記、所述蛋白或所述基因在玉米分子標(biāo)記輔助育種中的應(yīng)用，包括：高稈或矮稈玉米品種的篩選、全基因組選擇育種（gs）或基因編輯育種。

13、即其應(yīng)用范圍包括但不限于：利用該分子標(biāo)記進(jìn)行玉米品種的分子標(biāo)記輔助選擇（mas）、分子標(biāo)記輔助回交（mabc）、基因型選擇（gs）和/或全基因組選擇（gws）等育種策略，以高效、精準(zhǔn)地培育高稈或矮稈玉米新品種；也可用于玉米種質(zhì)資源的株高性狀評(píng)價(jià)與篩選。

14、本發(fā)明還提供一種基于所述分子標(biāo)記鑒定或輔助鑒定玉米株高的方法，包括以下步驟：

15、提取待測(cè)玉米樣品的dna；

16、檢測(cè)chr1:snp-25,296,496位點(diǎn)的基因型；

17、若所述分子標(biāo)記第201bp位點(diǎn)的基因型為tt，則判定為高稈玉米；若為cc，則判定為矮稈玉米。

18、在一些具體的實(shí)施例中，檢測(cè)所述snp位點(diǎn)分子標(biāo)記的產(chǎn)品可以是基于已知的單核苷酸多態(tài)性（snp）檢測(cè)方法如sanger測(cè)序、taqman探針?lè)?、arms-pcr法（amplificationrefractory?mutation?s硯山tem?pcr）、kasp?(kompetitive?allele-specific?pcr)?法等設(shè)計(jì)的針對(duì)本發(fā)明所述位點(diǎn)的檢測(cè)產(chǎn)品。

19、本發(fā)明的特點(diǎn)如下：本發(fā)明發(fā)現(xiàn)玉米第1染色體上一個(gè)與株高調(diào)控相關(guān)的snp分子標(biāo)記（chr1:snp-25,296,496），其序列如seq?id?no：1所示。該位點(diǎn)的堿基多態(tài)性（c/t）與玉米株高顯著相關(guān)：基因型為cc時(shí)，玉米表現(xiàn)為矮稈；基因型為tt時(shí)，玉米表現(xiàn)為高稈。通過(guò)檢測(cè)該snp位點(diǎn)，可輔助選育高稈或矮稈玉米品種。

20、本發(fā)明以矮稈自交系ye107為父本，與5個(gè)不同生態(tài)型(1個(gè)溫帶及4個(gè)熱帶/亞熱帶)玉米雜交，構(gòu)建株高差異顯著的多親群體（917個(gè)重組自交系）。通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析（gwas）和連鎖分析定位到snp-25,296,496，qtl區(qū)間驗(yàn)證了該位點(diǎn)的可靠性。qrt-pcr顯示zm00001eb008340在高稈親本中表達(dá)量顯著高于矮稈親本。本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)與該snp關(guān)聯(lián)的基因zm00001eb008340（編碼泛素羧基末端水解酶26），其表達(dá)量與株高呈正相關(guān)，尤其在玉米v14生長(zhǎng)期高表達(dá)。提供檢測(cè)該基因或蛋白的引物和試劑盒（如seq?id?no：4和seq?id?no：5所示引物）。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

22、1.精準(zhǔn)育種技術(shù)：本發(fā)明提供了一種與玉米株高顯著相關(guān)的snp分子標(biāo)記（chr1:snp-25,296,496），可通過(guò)檢測(cè)c/t多態(tài)性快速篩選高稈或矮稈品種，顯著縮短育種周期。

23、2.功能基因驗(yàn)證：本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了基因zm00001eb008340（編碼泛素羧基末端水解酶）通過(guò)調(diào)控生長(zhǎng)素信號(hào)通路影響株高，為分子設(shè)計(jì)育種提供了新靶點(diǎn)。

24、3.多環(huán)境穩(wěn)定性：本發(fā)明采用gwas和qtl聯(lián)合分析確認(rèn)該位點(diǎn)在三種環(huán)境下均穩(wěn)定關(guān)聯(lián)（pve為3.59%），克服了單一方法的局限性，結(jié)果可靠性高。

25、4.高效工具開(kāi)發(fā)：配套的試劑盒和基因編輯方法（如crispr靶向突變）可實(shí)現(xiàn)玉米株高的定向改良，適用于分子標(biāo)記輔助選擇（mas）和基因型選擇（gs）。

26、5.應(yīng)用廣泛性：適用于溫帶、熱帶/亞熱帶玉米種質(zhì)資源，可靈活用于高密度抗倒伏矮稈品種或生物量增產(chǎn)的高稈品種選育。