[发明专利]一种改良水稻粒型和粒重的方法

说明书

技术领域

本发明属于水稻分子辅助育种技术领域，具体涉及一种利用聚合粒型QTL从而获得不同籽粒大小不同粒重材料的方法，并为改良水稻的外观品质和粒重提供当前优质品种改良育种的适合材料。 

背景技术

产量和品质是水稻育种的两个主要目标。千粒重和谷粒粒型都是籽粒的固有生物学属性，其中千粒重是重要的产量构成因子，谷粒粒型是重要的外观品质性状，均具有重要的经济学性状。粒型包括粒长、粒宽和粒厚性状，粒重常用千粒重衡量。水稻谷粒大小是一个重要的农艺性状。谷粒大小还是一个重要的稻米外观品质性状，稻米外观品质的好坏直接关系稻米商品性的好坏。中国在1999年颁布的优质稻谷标准中对稻米粒长与粒宽的比值作了具体规定，认为优质的籼稻品种的稻米长宽比必须大于等于2.8。粒重和粒长、粒宽、粒厚等性状呈极显著正相关(邢永忠等，2001，植物学报43:840-845)，而粒重又是水稻产量的三个主要构成因子之一，粒型是该性状的重要决定因素。粒型的遗传基础比较复杂，是典型的数量性状。利用分子标记技术可以对控制数量性状的QTL（Quantitative Trait Loci）进行定位和分解，将复杂的数量性状分解为简单的孟德尔因子来进行研究。但是目前千粒重常与其它产量构成因子一起研究，而粒型往往作为外观品质性状被单独加以研究，尚缺乏对千粒重与粒型关系的研究。另外，在众多研究中发现，许多相关性状的QTL往往也是相关的，它们经常定位于同一区域。因此，在育种中导入某一片段以改良某一性状时，会出现因连锁累赘或一因多效的缘故损失优良性状。所以，在育种中达成外观品质与产量的协调，显然是需要对粒型与千粒重这种相关性状之间的关系有一个全面的了解。本发明正是基于这一相关性进行的研究。 

本发明的遗传学背景的重要方面在于：1）水稻粒型、千粒重可以分解为粒长、粒宽和粒厚等多个QTL；2）水稻粒型QTL具有多效性，同时影响不同性状，如本发明中的粒型QTL可影响粒型及粒重；3）通过分子标记辅助选择可以将不同粒型QTL聚合，获得不同籽粒大小（含粒长、粒宽和粒厚等），不同籽粒重量的材料，为改良水稻的外观品质和粒重产量性状奠定重要的遗传基础。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过聚合粒型QTL有效改良水稻粒型和粒重的方法，以达到利用聚合粒型QTL从而获得不同籽粒大小不同粒重材料，为改良水稻的外观品质和粒重提供当前优质品种改良育种的适应材料的目的。 

本发明的总体技术方案包括通过常规杂交、回交和分子标记辅助选择的方法。即采用一次杂交和三次回交的育种程序。先建立多个在待改良品种A遗传背景下的不同粒型QTL的近等基因系；再将上述的粒型近等基因系之间进行相互杂交的方式，将目标粒型QTL聚合到待改良品种A中。同时对聚合材料的遗传背景进行背景筛选，获得使除开目标QTL区段之外，改良型品种的基因组与原品种相同的单株。借助分子标记辅助选择，根据与目标粒型QTL紧密连锁的分子标记，判断目标QTL的基因型。根据上述方案获得呈现不同籽粒大小不同粒重的水稻品种，从而实现本发明的目的（总体技术思路见图1）。 

根据本发明的技术思路，我们将三个粒型QTL聚合到了珍汕97B遗传背景中，获得了一个聚合了三个粒型QTL并且遗传背景主要是珍汕97B的材料：即水稻（Oryza sativa）NIL(SLG/H94)，申请人于2012年9月27日送交中国.武汉.武汉大学中国典型培养物保藏中心（CCTCC）保藏，保藏编号为CCTCC 

P201209。根据这个材料的自交，获得了一个分离群体，在分离群体中，通过上述三个粒型QTL连锁的分子标记的基因型筛选目的单株。 

上述珍汕97B背景下聚合三个粒型QTL的材料，水稻（Oryza sativa）NIL(SLG/H94)的获得通过以下三个步骤（如图2）： 

（1）以两个不同的粒型QTL：以水稻材料SLG（上海市农业生物基因中心罗利军研究员惠赠）为供体亲本，以水稻材料珍汕97B（江西省农业科学院颜龙安院士选育和惠赠）为轮回亲本，通过三次回交将两个粒型QTL（qGW2a和qGL3）导入水稻珍汕97B中，构建两个珍汕97B遗传背景下的粒型QTL的近等基因系NIL；同时借助NIL(H94)作为第三个粒形QTL的供体亲本NIL(qGS5)来源于水稻品种珍汕97B和H94（上海市农业生物基因中心罗利军研究员惠赠）组合衍生的重组自交系，其中NIL(H94)为qGS5的近等基因系,申请人于2010年5月27日送交中国.武汉.武汉大学中国典型培养物保藏中心（CCTCC）保藏，保藏编号为CCTCC NO：P201007；