[发明专利]与水稻大粒基因GS2紧密连锁的分子标记及其应用

说明书

技术领域

本发明属于农业生物技术领域，具体地说，涉及一种与水稻大粒基因GS2紧密连锁的分子标记及其应用。

背景技术

全球有一半以上的人口以稻米作为主食，水稻是最重要的粮食作物之一。水稻粒形不仅影响千粒重继而间接影响产量，还对稻米品质有重要影响。国内外许多消费者对细长粒形的籼稻品种有所偏爱，在《中华人民共和国国家标准：优质稻谷GB/T17891-1999》中明确规定优质稻谷的稻米长宽比不能低于2.8。因此，培育长粒形水稻品种对提高稻谷产量和稻米质量具有重要意义。

稻谷粒形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 Locus)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。利用这种方法，近年来已经发现和克隆了部分控制稻谷粒形的QTLs。总体来看，已克隆与粒形有关的基因主要有3类：第一类为多效基因，对粒形的影响只是其作用之一，但效应可能很大。其典型代表为矮秆小粒基因，如d11（Tanabe et al.2005.A Novel Cytochrome P450Is Implicated in Brassinosteroid Biosynthesis via the Characterization of a Rice Dwarf Mutant,dwarf11,with Reduced Seed Length.The Plant Cell3:776-790）、d1（Ueguchi-Tanaka et al.2000.Rice dwarf mutant d1,which is defective in theαsubunit of the heterotrimeric G protein,affects gibberellin signal transduction.Proc Natl Acad Sci USA21:11638-11643）等，均表现植株矮化，谷粒短而圆。此类基因一般难以直接应用于生产；第二类为粒宽主效控制基因，可能对水稻的籽粒灌浆速度有一定影响，对其它农艺性状的影响较小。已克隆的基因主要有GW2（Song et al.2007.A QTL for rice grain width and weight encodes a previously unknown RING-type E3ubiquitin ligase.Nature Genetics39:623-630）、GW5（Weng et al.2008.Isolation and initial characterization of GW5,a major QTL associated with rice grain width and weight.Cell Research12:1199-1209）、GS5（Li et al.2011.Natural variation in GS5plays an important role in regulating grain size and yield in rice.Nature Genetics12:1266-1269）和qGW8（Wang et al.2012.Control of grain size,shape and quality by OsSPL16in rice.Nature Genetics8:950-954）；第三类为粒长主效控制基因，可能对粒宽或水稻的籽粒灌浆速度有一定影响，对其它农艺性状的影响较小。已克隆的基因主要有GS3（Fan et al.2006.GS3,a major QTL for grain length and weight and minor QTL for grain width and thickness in rice,encodes a putative transmembrane protein.Theoretical and Applied Genetics6:1164-1171）和GL3.1（Qi et al.2012.The novel quantitative trait locus GL3.1controls rice grain size and yield by regulating Cyclin-T1;3.Cell Research12:1666-1680）。