[发明专利]水稻柱头外露率主效QTL及其定位方法

说明书

本发明公开了水稻柱头外露率主效QTL，所述主效QTL被定位于水稻第7染色体上，位于分子标记RM5436‑RM5499之间约1000kb物理距离上。此区域在以往有关柱头外露的研究中从未见报道过，因此可以认为是发现了一个新基因。本发明还提供了该主效QTL的定位方法。水稻育种上高的柱头外露率可明显提高杂交结实率，因此，将来新基因可通过MAS手段育成带有遗传改良性质的细胞质雄性不育系，通过提高其柱头外露率来提升异交结实率，进而进一步增加杂交稻的制种效率，加快育种进程。

技术领域

本发明涉及分子生物学领域，特别是涉及水稻柱头外露率主效QTL及其定位方法。

背景技术

水稻是全球最为重要的粮食作物，解决了全球超过半数人口的口粮问题。在全球大纬度、多环境下均可种植。种植杂交水稻被认为是解决全球不断增长的人口问题以及由此而引发的粮食短缺问题的有效策略。

柱头外露是影响水稻异交结实率的主要因子之一。水稻开花期间，多种环境因子对柱头外露均有所影响，例如风、温度、湿度、机械损伤等等。外露的柱头大约能保持6天，平均每天减少20％左右。因此，不管单柱头外露率还是双柱头外露率都和其他开花性状一样，在杂交稻制种过程中受到育种家以及育种科研者的持续关注。

由于栽培稻是严格的自交作物并且花期性状都不利于异交结实，因此在杂交稻制种过程中，要想办法通过改变两亲本的表型性状来提高天然的异交结实率。杂交稻制种过程中父母本的选择会因为各自目标性状的不同而选择不同。杂交稻中父本的选择会倾向于在杂交过程中具有高产量潜力的品种，而另一方面，母本的表型性状选择则会倾向于雄性不育性状。通过应用遗传雄性不育即光温敏核不育，目前在水稻生产上已得到成功运用。但作为育种家，仍需考虑影响杂交稻制种产量的诸多表型性状，例如水稻柱头外露率就是最重要的影响因子之一。具有更高柱头外露率的母本不仅可以从父本获取更多花粉，而且可以更容易越过父母本之间的开花异步(非同步化)障碍。

到目前为止，在水稻中已经定位到了多个柱头外露相关的QTL，并且在水稻全部12条染色体上都有分布。基于水稻种间以及种内多次杂交独立试验均检测到了与开花习性相关性状的数量性状位点(QTLs)，染色体3、4、6、8、11和12上共检测到了9个控制柱头外露的QTL(Yamamoto,T.,Takemori,N.,Sue,N.,Nitta,N.(2003).QTL analysis of stigmaexertion in rice.Rice Genet Newsl 20,33-34)。通过籼稻栽培稻peikuh和野生稻W1944杂交衍生而来的重组自交系(RIL)群体，在第5和第10染色体上分别定位到了1个控制柱头外露的QTL(Uga Y,Fukuta Y,Cai H W,Iwata H,Ohsawa R,Morishima H,FujimuraT.2003.Mapping QTLs influencing rice floral morphology using recombinantinbred lines derived from a cross between Oryza sativa L.and Oryza rufipogonGriff.Theoretical and Applied Genetics,107,218-226.doi:10.1007/s00122-003-1227-y.)。