[发明专利]水稻柱头外露主效QTL位点的分子标记方法

说明书

技术领域

本发明属于分子遗传育种学领域，涉及水稻柱头外露主效QTL位点的分子标记方法，主要用于杂交水稻不育系的柱头外露高低的分子标记辅助改良以及种质资源的创新利用。

背景技术

我国北方杂交粳稻由于异交性差而制种产量低，发展一直很缓慢。而不育系的柱头外露率是三系、两系育种体系中决定杂交制种产量的关键因素，水稻柱头外露特性一直是不育系选育中的重要性状。在育种过程中设法提高粳型不育系的柱头外露率，将有效地改善粳型不育系的异交特性，提高杂交制种产量，大大推动杂交粳稻的发展。水稻柱头外露率的遗传较为复杂，是受多基因控制的数量性状，较易受到环境的影响，但主要受遗传因素控制。随着分子生物学的发展和基因组计划的实施，水稻数量性状的QTL研究取得了重大进步，当前研究已逐渐从对某一目标性状的初步定位走向精细定位、图位克隆以及生物学功能分析。国内外学者利用DNA分子标记技术对控制水稻柱头外露率QTL的定位研究报道已有很多。近几年，国内外不同学者分别采用不同的亲本材料、作图群体、分子标记等，分析得到不同的与柱头外露率相关的QTL位点达70多个，且水稻12条染色体上都有检测到与柱头外露率相关的QTL。联合分析结果表明，Miyata M.等在第3号染色体上检测到的一个QTL(qES3)，其贡献率达31.63％，被认为是一个主效QTL，其他研究者检测到的QTL的贡献率普遍较低。以上研究只停留在对于水稻柱头外露QTL定位的初步探索阶段，但未对某一主效QTL进行精细定位及克隆。

2011年，Noriko Takano-Kai等报道GS3同时也是与水稻柱头外露率相关的QTL，并且该QTL与Miyata M.等检测到的qES3位于第3号染色体同一区间内，而GS3是Chuchuan Fan等在2006年在第3号染色体上检测到的一个与粒长和粒重相关的主效QTL，这一研究结果对揭示水稻柱头外露分子机理是一个很大的进步。

发明内容

本发明的目的是首先找到控制柱头外露主效QTL的分子标记，通过检测与主效QTL位点连锁的分子标记，可以确定有无控制柱头外露的主效位点导入到育种品系中，提高杂交水稻不育系改良的目的性与有效性；提高该性状的选择效率、加快育种进度。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

水稻柱头外露主效QTL位点qPES-3b的分子标记方法，其特征在于以下步骤：

(1)取水稻叶片，提取高柱头外露亲本DS及低柱头外露亲本C9083及后代群体的DNA。

(2)利用RM15206和GS09中一个或两个分子标记引物对所述的基因组DNA进行PCR扩增，PCR扩增产物在8％非变性聚丙烯酰胺凝胶上进行电泳检测，如果扩增出对应大小的DNA片段，标志着qPES-3b增效等位变异位点的存在。

其中，所述的PCR反应：体积为10μl，其中10×PCR Buffer(25mmol/L Mg²⁺)1μl，引物对(2μM)1μl，dNTP(10mM)0.2μl，Taq酶(5U/μl)0.25μl，模板(10-100ng/μl)1.5μl，加水至10微升。PCR反应程序为94℃预变性2min；94℃变性30s，55℃退火30s，72℃延伸展30s，循环35次；最后72℃延伸10min。

(3)PCR扩增产物的检测

InDel分子标记GS09与SSR分子标记RM15206的上下游引物扩增水稻品种DS或DS与C9083的杂交后代的基因组DNA,如果能够扩增出亲本DS的扩增片短，则标志着DS的增效等位变异qPES-3b的存在；如果扩增出另一个亲本的谱带，则表明增效基因位点没有导入。在2000个F2分离群体中，用交换配子数计算，此标记与柱头外露的主效QTL是紧密连锁的，单标记选择效率达98％。

上述两个标记对qPES-3b的选择效率在98％以上，上述两个标记可以择一使用或两个标记组合使用，选择效率可以达到100％。

主要结果：

本发明所提供的水稻柱头外露主效QTL位点的分子标记方法，具有以下特点：

(1)通过本发明的分子标记定位了位于第3染色体上来自高柱头外露DS的主效QTL新位点qPES-3b，并获得了与其紧密连锁的Indel标记GS09和SSR标记RM15206。