一種水稻顯性粒長(zhǎng)基因的分子標(biāo)記的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及植物基因工程領(lǐng)域，特別涉及一種水稻顯性粒長(zhǎng)基因的分子標(biāo)記。
【背景技術(shù)】
[0002] 水稻籽粒長(zhǎng)度和長(zhǎng)寬比是稻米的外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，影響碾磨和蒸煮食味 品質(zhì)，同時(shí)是水稻三大產(chǎn)量構(gòu)成因子粒重的主要構(gòu)成因子，因此成為了重要的水稻育種農(nóng) 藝性狀。在稻米的國(guó)際貿(mào)易中，長(zhǎng)寬比和堊白度等外觀品質(zhì)直接決定了稻米的品質(zhì)和價(jià)格。 細(xì)長(zhǎng)粒、無(wú)堊白的優(yōu)質(zhì)稻米在國(guó)際市場(chǎng)中受到大多數(shù)消費(fèi)者的青睞。歐美國(guó)家和大多數(shù)亞 洲國(guó)家喜歡細(xì)長(zhǎng)的谷粒以及米粒，包括中國(guó)的南方、印度、泰國(guó)、越南、菲律賓、馬來(lái)西亞、印 尼和巴基斯坦等國(guó)。雜交稻尤其是秈型雜交稻在我國(guó)南方稻區(qū)的推廣已占到70%以上，然 而許多品種的外觀品質(zhì)（包括粒形）、加工品質(zhì)難以達(dá)到常規(guī)稻的水準(zhǔn)，尤其是一些配合力 強(qiáng)、制種產(chǎn)量高的不育系所配置的雜交稻在稻米品質(zhì)上根本無(wú)法達(dá)到國(guó)家優(yōu)質(zhì)秈稻米的標(biāo) 準(zhǔn)。其主要的原因是水稻粒形的遺傳比較復(fù)雜，控制的基因數(shù)量較多。
[0003] 由于水稻粒形具有遺傳背景復(fù)雜的原因，致使我國(guó)稻米品質(zhì)改良的步伐比較緩 慢。傳統(tǒng)育種依賴于人工目測(cè)表型選擇，要求具有豐富的經(jīng)驗(yàn)和長(zhǎng)達(dá)數(shù)年甚至十幾年的時(shí) 間。由于受人工選擇差異大，顯性粒長(zhǎng)基因克隆較少，以及缺乏對(duì)粒長(zhǎng)基因有效選擇方法， 常規(guī)育種中選育出同時(shí)具有高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種相對(duì)比較困難。
[0004] 在水稻品種的自然變異中，除了點(diǎn)突變引起的蛋白功能的變化外，染色體拷貝數(shù) 變異（Copy Number Variations, CNVs)引起的基因表達(dá)量的變化最終導(dǎo)致表型變異，在水 稻中也大量存在，并且越來(lái)越受到關(guān)注。基因組關(guān)聯(lián)分析表明CNV在水稻育種群體中大量 存在。本發(fā)明利用從豐富的國(guó)內(nèi)外稻種資源中發(fā)掘出由CNV引起的顯性長(zhǎng)粒基因 GL7,結(jié)合 現(xiàn)代分子技術(shù)開(kāi)發(fā)檢測(cè)效率高的分子標(biāo)記，培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)水稻品種，是水稻育種改良的有 效途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種水稻顯性粒長(zhǎng)基因的分子標(biāo)記，可用于鑒別水稻粒長(zhǎng) 基因，以此分子標(biāo)記獲得粒長(zhǎng)基因以及長(zhǎng)粒優(yōu)質(zhì)品種。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種水稻顯性粒長(zhǎng)基因的分子標(biāo)記，所述分子標(biāo)記為SEQ ID No:2和SEQ ID No:3 所示核苷酸序列的引物對(duì)，或SEQ ID No:4和SEQ ID No:5所示核苷酸序列的引物對(duì)。
[0008] 作為優(yōu)選，所述分子標(biāo)記特異性識(shí)別具有SEQ ID No: 1所示核苷酸序列的顯性長(zhǎng) ?；?GL7。
[0009] 本發(fā)明的分子標(biāo)記應(yīng)用于鑒定、選育水稻長(zhǎng)粒品種。
[0010] 本發(fā)明的分子標(biāo)記應(yīng)用于獲得新粒長(zhǎng)基因。
[0011] "P13"是我國(guó)四川發(fā)掘的優(yōu)質(zhì)地方品種，具有籽粒細(xì)長(zhǎng)，米質(zhì)優(yōu)異的特性。本發(fā)明 是在發(fā)掘"P13"顯性粒長(zhǎng)基因的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)在GL7基因本身的有效選擇分子標(biāo)記，在轉(zhuǎn)移 粒長(zhǎng)基因過(guò)程中加以利用，提高選擇效率和效果。
[0012] 通過(guò)圖位克隆的方法把該顯性粒長(zhǎng)基因 GL7定位在第七染色體端大約20. 4kb區(qū) 域。優(yōu)質(zhì)地方品種"P13"中顯性粒長(zhǎng)基因 GL7區(qū)域發(fā)生了染色體拷貝數(shù)的變異，使該基 因的表達(dá)量上升，并出現(xiàn)了籽粒細(xì)長(zhǎng)，米質(zhì)和產(chǎn)量?jī)?yōu)異的特性。在"P13"中該定位區(qū)域?yàn)?37547bp，如SEQ ID No: 1，即該區(qū)域存在一個(gè)含有2個(gè)粒長(zhǎng)基因拷貝的基因簇，本發(fā)明將是 利用這個(gè)SEQ ID No: 1的37547bp的長(zhǎng)粒位點(diǎn)的分子標(biāo)記，將粒長(zhǎng)基因 GL7用于育種改良 稻米品質(zhì)和產(chǎn)量。
[0013] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0014] (1)本發(fā)明從豐富的國(guó)內(nèi)外稻種資源中發(fā)掘出由CNV引起的顯性長(zhǎng)?；?GL7,為 水稻中發(fā)現(xiàn)的首例由CNV控制重要農(nóng)藝性狀的變異。
[0015] ⑵利用分子標(biāo)記技術(shù)，對(duì)P13與短粒品種日本晴（NPB)雜交構(gòu)建的分離群體，進(jìn) 行基因的定位，并獲得了 GL7基因及其與之連鎖的分子標(biāo)記。
[0016] (3)GL7基因及其與之連鎖的分子標(biāo)記，在水稻優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)育種可以提高育種效率。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是NPB和P13在GL7區(qū)域染色體結(jié)構(gòu)比較及標(biāo)記TDl (NGSP11F, 210QCF)在染 色體上的位置。
[0018] 圖2是標(biāo)記TDl (NGSP11F，210QCF)在16份長(zhǎng)粒品種（有1421bp產(chǎn)物）和17份 短粒品種（無(wú)142Ibp產(chǎn)物）的電泳圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面通過(guò)具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說(shuō)明。
[0020] 本發(fā)明中，若非特指，所采用的原料和設(shè)備等均可從市場(chǎng)購(gòu)得或是本領(lǐng)域常用的。 下述實(shí)施例中的方法，如無(wú)特別說(shuō)明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法：DJoseph Sambrook, David ff. Russell eds. Molecular Cloning:A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press,2001 ；2)Carl ff. Dieffenbach and Gabriela S. Devksler eds. PCR Primer:A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1995(基因克隆和 PCR分子鑒定引物常規(guī)設(shè)計(jì)方法）。
[0021] 實(shí)施例：
[0022] 水稻品種P13,來(lái)自四川地方農(nóng)家品種；短粒粳稻品種日本晴（NPB，NPB為已經(jīng)全 基因組測(cè)序的國(guó)際通用品種）。
[0023] 對(duì)P13與短粒粳稻品種NPB雜交構(gòu)建的分離群體，進(jìn)行基因的定位，在第7染色體 長(zhǎng)臂端大約20. 4kb區(qū)域（NPB)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在該區(qū)域P13發(fā)生了 17. Ikb的染色體拷貝，最終 形成該區(qū)域37. 5kb的區(qū)域（P13)。如附圖1。其序列如SEQ ID No: 1所示；SEQ ID No: 1全 長(zhǎng)為 37547bp。
[0024] 對(duì)P13的粒長(zhǎng)基因 GL7進(jìn)行了精細(xì)定位在37. 5kb區(qū)域SEQ ID No: 1，鑒定了 4個(gè) 分別位于該抗病基因簇SEQ ID No: 1兩端和中間的4個(gè)基于PCR的分子標(biāo)記SEQ ID No:2 和SEQ ID No:3所示核苷酸序列的引物對(duì)；SEQ ID No:4和SEQ ID No:5所示核苷酸序列 的引物對(duì)。
[0025] 按照GL7基因重復(fù)序列，參照上述常規(guī)方法2)，設(shè)計(jì)了如下兩對(duì)標(biāo)記：
[0026] 表1 :各分子標(biāo)記的基本信息
[0027]
[0028] 利用分子標(biāo)記設(shè)計(jì)的衍生標(biāo)記輔助選擇開(kāi)發(fā)的帶顯性粒長(zhǎng)基因位點(diǎn)的品種；如圖 2所示利用這些分子標(biāo)記可以快速鑒定顯性粒長(zhǎng)基因位點(diǎn)是否存在，結(jié)果見(jiàn)表2.對(duì)于粒長(zhǎng) 基因位點(diǎn)存在的植株可以繼續(xù)進(jìn)行目標(biāo)性狀的改良，這樣就可以縮短育種年限，與現(xiàn)在的 常規(guī)育種相比，加快了育種進(jìn)程，節(jié)省了大量的人力、物力、財(cái)力。
[0029] 表2 33份不同來(lái)源品種分子標(biāo)記結(jié)果及粒長(zhǎng)
[0030]
[0031] 本發(fā)明的分子標(biāo)記設(shè)計(jì)的衍生標(biāo)記獲得的顯性粒長(zhǎng)基因或位點(diǎn)，通過(guò)利用這些標(biāo) 記鑒定的其他長(zhǎng)粒品種，從而可以更快的獲得新的GL7等位基因。
[0032] 本發(fā)明的分子標(biāo)記設(shè)計(jì)的衍生標(biāo)記衍生鑒定的長(zhǎng)粒品種，利用這些標(biāo)記可以快速 鑒定含有顯性粒長(zhǎng)基因 GL7及其等位基因的細(xì)長(zhǎng)粒品種。
[0033] 以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的 限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水稻顯性粒長(zhǎng)基因的分子標(biāo)記，其特征在于：所述分子標(biāo)記為SEQIDN〇:2和 SEQIDNo:3所示核苷酸序列的引物對(duì)，或SEQIDNo:4和SEQIDNo:5所示核苷酸序列的 引物對(duì)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子標(biāo)記，其特征在于：所述分子標(biāo)記特異性識(shí)別具有SEQ IDNo: 1所示核苷酸序列的顯性長(zhǎng)?；騁L7。3. 如權(quán)利要求1所述的分子標(biāo)記應(yīng)用于鑒定、選育水稻長(zhǎng)粒品種。4. 如權(quán)利要求1所述的分子標(biāo)記應(yīng)用于獲得新粒長(zhǎng)基因。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種水稻顯性粒長(zhǎng)基因的分子標(biāo)記，所述分子標(biāo)記為SEQ ID No:2和SEQ ID No:3所示核苷酸序列的引物對(duì)，或SEQ ID No:4和SEQ ID No:5所示核苷酸序列的引物對(duì)。本發(fā)明的分子標(biāo)記可用于鑒別水稻粒長(zhǎng)基因，以此分子標(biāo)記獲得粒長(zhǎng)基因以及長(zhǎng)粒優(yōu)質(zhì)品種。
【IPC分類】C12N15/11, C12Q1/68
【公開(kāi)號(hào)】CN104928286
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410815858
【發(fā)明人】王躍星, 錢(qián)前, 李家洋, 朱旭東, 熊?chē)?guó)勝, 胡江
【申請(qǐng)人】中國(guó)水稻研究所
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2014年12月24日