(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210698946.4 (22)申请日 2022.06.20 (71)申请人 北京市农林科 学院 地址 100097 北京市海淀区曙光 花园中路9 号市农林科 学院玉米 研究所 (72)发明人 骆美洁　赵久然　卢柏山　史亚兴　 赵衍鑫　 (74)专利代理 机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 专利代理师 孙怡 (51)Int.Cl. C12N 15/29(2006.01) C07K 14/415(2006.01) C12N 15/11(2006.01) C12N 15/113(2010.01)C12Q 1/6895(2018.01) C12Q 1/6858(2018.01) (54)发明名称 ZmR1-ZN3等位基因、 蛋白及与其 关联的分子 标记及应用 (57)摘要 本发明涉及植物基因工程及分子标记技术 领域， 具体涉及ZmR1 ‑ZN3等位基因、 蛋白及与其 关联的分子标记及应用。 本发明的ZmR1 ‑ZN3等位 基因具有如SEQ  ID No： 1所示的核苷酸序列。 本 发明发现该基因可用于区分玉米叶鞘的颜色， 并 在此基础上开发了新的分子标记， 该分子标记能 够通过如SEQ  ID NO.3‑4所示的引物对扩增得 到。 该基因和分子标记可应用于绿叶鞘玉米和紫 玉米的遗传改良育种中， 可高通量准确快速鉴定 玉米是否携带绿叶鞘控制基因， 大大加速玉米颜 色育种的选 育进程。 权利要求书1页 说明书9页 序列表8页 附图4页 CN 115109785 A 2022.09.27 CN 115109785 A 1.一种ZmR 1‑ZN3等位基因， 其特 征在于， 具有如SEQ  ID No： 1所示的核苷酸序列。 2.一种ZmR 1‑ZN3蛋白， 其特 征在于， 具有如SEQ  ID No： 2所示的氨基酸序列。 3.ZmR1‑ZN3蛋白或其编码基因、 或含有其编码基因的生物材料在区分玉米叶鞘颜色、 改变籽粒花青素积累情况或玉米遗传育种中的应用； 所述ZmR1 ‑ZN3蛋白具有如SEQ  ID No： 2所示的氨基酸序列。 4.根据权利要求3所述的应用， 其特 征在于， 所述 生物材料为表达盒、 载体或宿主细胞； 和/或， 所述编码基因具有如SEQ  ID No： 1所示的核苷酸序列。 5.一种分子标记， 其特征在于， 所述分子标记能够通过如SEQ  ID NO.3‑4所示的引物对 扩增得到 。 6.用于扩增权利要求1所述的分子标记的引物， 其特征在于， 所述引物的序列如SEQ  ID  NO.3‑4所示。 7.含有权利要求6所述的引物的试剂或试剂盒。 8.权利要求5所述的分子标记或权利要求6所述的引物或权利要求7所述的试剂 或试剂 盒的以下任一应用： (1)在鉴定玉米叶鞘颜色中的应用； (2)在玉米种质资源鉴定、 改良或分子标记辅助育种中的应用； (3)在筛选或创制叶鞘颜色不同的玉米品种中的应用； (4)在改变籽粒花青素积累情况中的应用。 9.鉴定玉米叶鞘颜色的方法， 其特 征在于， 包括： (1)提取待鉴定玉米的DNA； (2)以DNA为模板， 利用SEQ  ID NO.3‑4所示引物进行PCR扩增； (3)根据PCR扩增结果判断待鉴定玉米叶鞘颜色。 10.根据权利要求9所述的方法， 其特征在于， 步骤(3)中判断待鉴定玉米叶鞘颜色的方 法如下： 当利用SEQ  ID NO.3‑4所示引物进行PCR扩增后， 若扩增产物大小为315bp或者为315bp 和272bp， 则判断待鉴定玉米叶鞘的颜色为紫色， 若扩增产物大小为272bp， 则判断待鉴定玉 米叶鞘的颜色为绿色。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115109785 A 2ZmR1‑ZN3等位基因、 蛋白及与其关联的分子标记及应用 技术领域 [0001]本发明涉及植物基因工程及分子标记技术领域， 具体涉及ZmR1 ‑ZN3等位基因、 蛋 白及与其关联的分子标记及应用。 背景技术 [0002]鲜食玉米又称为水果玉米， 符合现代大众消费者粗粮细 吃、 营养均衡 的健康膳食 理念。 近年来， 鲜食玉米产业发展迅速。 随着市场需求的不断变化， 鲜食玉米朝着多元化方 向发展。 目前大面积推广的鲜食玉米有 白色、 紫色、 黄色或彩色等多种颜色类型(徐丽等， 2020， 中国种业10:14 ‑18)。 [0003]花青素调控基 因在鲜食玉米颜色多样性中发挥决定性作用： 种皮或者糊粉层 花青 素沉积产生紫色玉米籽粒； 而白玉米和黄玉米籽粒的种皮和糊粉层中无花青素积累。 因此， 克隆花青素调控基因并开发其功 能分子标记对鲜食玉米颜色育种和颜色性状遗传改良具 有重要意义(Sun等， 2021， Botany  Letters 168:546‑557； Yonemaru等， 2018， Breeding   Science 68:582‑586)。 [0004]叶鞘颜色与籽粒颜色密切相关， 育种过程中发现紫玉米 的叶鞘往往也呈现紫色。 紫色对绿色为显性， 大部分玉米种质叶鞘为紫色。 大田玉米育种中所利用的玉米种质叶鞘 多为紫色， 而在鲜食玉米育种中为了进行玉米颜色遗传改良， 大量绿叶鞘玉米种质被选育 并被利用， 例如培育白糯玉米， 将白糯玉米改良成为黄玉米、 紫玉米、 彩玉米等。 鉴定玉米叶 鞘花青素积累调控基因并开发其功 能分子标记对绿叶鞘玉米和 紫玉米的遗传改良育种具 有重要的实用价 值。 发明内容 [0005]本发明的目的是提供一种新的玉米叶鞘花青素积累调控基因及相关 分子标记。 [0006]研究发现， 一般玉米中ZmR1基因表达量提升后， 会提高叶鞘/籽粒中花青素的积 累， 但本发 明在研究时意外发现ZN3中ZmR1基因的表达量远远高于其他紫叶鞘玉米品种， 但 其叶鞘和 籽粒中却无花青素积累， 表明ZN3中ZmR1基因对于叶鞘花青素积累的调控具有特 殊性， 进而本发明通过 该基因的检测来区分绿色叶鞘玉米和紫色叶鞘玉米。 [0007]具体地， 本发明提供如下技 术方案： [0008]第一方面， 本发明提供一种Z mR1‑ZN3等位基因(来自于玉米自交系ZN3)， 其具有如 SEQ ID No： 1所示的核苷酸序列。 [0009]第二方面， 本发明提供一种Z mR1‑ZN3蛋白， 其具有如SEQ  ID No： 2所示的氨基酸序 列。 [0010]第三方面， 本发明提供ZmR1 ‑ZN3蛋白或其编码基因、 或含有其编码基因的生物材 料在区分玉米叶鞘颜色、 改变籽粒花青素积累情况或玉米遗传育种中的应用； 所述ZmR1 ‑ ZN3蛋白具有如SEQ  ID No： 2所示的氨基酸序列。 [0011]本发明的应用中， 所述 生物材料为表达盒、 载体或宿主细胞；说　明　书 1/9 页 3 CN 115109785 A 3