[发明专利]一种分子标记辅助选择培育抗穗发芽杂交稻不育系的方法

说明书

技术领域

本发明属于水稻分子育种领域，具体涉及一种借助分子标记辅助选择培育抗穗发芽杂交稻不育系的方法。

背景技术

水稻是我国的主要粮食作物之一。发展水稻生产对保障食物安全，维护社会稳定，促进经济增长均具有重大意义。

穗发芽是关系稻米品质和稻种质量的重要农艺性状。在我国南方稻区不育系繁殖、制种过程中，由于赤霉素的广泛使用，加上收获季节的高温高湿，穗发芽率通常在20％～30％，最高可达60％～80％，严重影响杂交稻种子的质量。

穗发芽与水稻休眠性密切相关，为数量性状，受多种因素协同作用，在育种实践中仅依赖表型鉴定筛选穗发芽抗性是困难的。而借助与穗发芽抗性紧密连锁分子标记辅助选择培育抗穗发芽保持系及不育系是解决杂交稻种子穗上发芽问题最经济有效的途径。近年来，较多研究者采用DNA分子标记对穗发芽和休眠性进行数量性状位点定位(QTL)分析，在水稻的12条染色体上均检测到与穗发芽和休眠性相关的数量性状位点。但这些研究检测到的数量性状位点，对表型变异的解释效应较小，难以用于进行分子标记辅助选择。

发明内容

本发明的目的是提供一种分子标记辅助选择培育抗穗发芽杂交稻不育系的方法，该方法能快速有效地选择抗穗发芽材料，减小育种规模，降低育种成本，高效快速地选育出抗穗发芽杂交稻不育系。

本发明解决其技术问题，所采用的技术方案是：一种分子标记辅助选择培育抗穗发芽杂交稻不育系的方法，其步骤是：

A、保持系重点株系的选育以抗穗发芽品种为供体亲本，以配合力高但易穗发芽的不育系的相应保持系为轮回亲本进行杂交、回交和自交，同时每季也种植供体亲本和轮回亲本；

在各分离世代选择中，进行分子标记辅助选择：即用RM447、RM3754两个微卫星标记引物对群体单株和亲本的基因组DNA进行PCR扩增，对扩增产物进行聚丙烯酰胺凝胶电泳，选择群体单株中电泳带型与供体亲本相同的单株，再结合穗发芽鉴定和其它育种目标性状的选择，选择出进行下一代回交或自交的单株；回交2～3代再自交5～7代得到若干重点株系；

B、不育系的选育  将A步得到的重点株系与A步所述的配合力高但易穗发芽的不育系成对回交4～7代；在回交过程中，采用与A步相同的分子标记辅助选择方法进行选择；即培育出抗穗发芽杂交稻不育系。

本发明的分子标记辅助选择使用与穗发芽抗性紧密连锁的SSR引物是通过以下方法发现的：以美国光身稻Lemont为抗穗发芽基因的供体，以中国南方广泛应用的不育系G46A的保持系G46B为轮回亲本进行杂交、回交和自交，F₁植株与G46B回交2代并自交构建BC₂F₅群体，经多代穗发芽抗性鉴定获得G46B的抗穗发芽基因导入系K81。以G46B和K81构建F₂群体，测定亲本及F₂单株的穗发芽率，并用SSR标记引物进行PCR扩增，构建遗传连锁图，采用复合区间作图法在水稻第8染色体长臂末端检测到主效QTL，对穗发芽表型变异的贡献率达43.04％，命名为qPSR8。该区段共发掘到9个与穗发芽抗性紧密连锁的SSR标记引物(RM3895，RM447，RM3754，RM6948，RM7631，RM6845，RM3120，RM3496，RM477)。其中与qPSR8最近的两个标记为RM447和RM3754，遗传距离分别为1.5cM和4cM。从而选出与穗发芽抗性基因距离最近的两个标记引物RM447和RM3754作为选育过程中分子标记辅助选择时使用的引物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

在选育过程中采用了与穗发芽抗性紧密连锁的SSR引物RM447和RM3754进行分子标记辅助选择，在5～6叶秧苗期即可采集叶片，在不影响植株正常生长情况下，即可在实验室对穗发芽抗性基因进行直接检测，不受环境条件影响，可在3～5天内获得结果，检测速度迅速，检测准确性高，实验证明其选择准确性可达到80％以上。对于本代植株，检测出的不具抗性基因植株即可拔除；而进行下一代回交或自交的植株，其选择准确性大大提高，所需种植的植株群体大大减少，从而明显降低育种规模，减少育种成本，使育种者能高效快速地选育出抗穗发芽杂交稻不育系。