[发明专利]检测水稻光温敏雄性不育基因tms9-1和pms3的KASP标记引物及其应用

说明书

本发明公开了一种检测水稻光温敏雄性不育基因tms9‑1和pms3的KASP标记引物及其应用，包括检测tms9‑1基因的Ktms9‑1引物组和检测pms3基因的Kpms3引物组，所述Ktms9‑1引物组包括Ktms9‑1正向引物1、Ktms9‑1正向引物2、Ktms9‑1反向引物、淬灭探针1和淬灭探针2，其核苷酸序列分别如SEQ ID NO.1‑3、8和10所示；所述Kpms3引物组包括Kpms3正向引物1、Kpms3正向引物2、Kpms3反向引物、淬灭探针1和淬灭探针2，其核苷酸序列分别如SEQ ID NO.4‑6、8和10所示。本发明改良和转育光温敏雄性不育系显得更为准确、快速和有效。

技术领域

本发明属于两系法杂交水稻选育过程中分子标记辅助选择与杂交后代群体材料鉴定技术领域，具体地说，涉及一种检测水稻光温敏雄性不育基因tms9-1和pms3的KA SP标记引物及其应用。

背景技术

水稻是我国最为重要的粮食作物之一，稻米是我国居民的主要口粮。研究发现，杂交水稻品种比常规水稻品种增产在20％以上，因此，我国杂交稻品种的选育研究和发展在世界处于领先地位。近年来，两系法杂交水稻以其杂交配组自由、株型好、米质优等特点得到了大面积的推广和应用。水稻光温敏雄性不育系是实现两系法杂交水稻育种的核心种质资源，其在高温长日照条件下表现为雄性不育可用于制种；而在低温短日照条件下育性回复正常可以用来自交繁殖。

tms9-1基因是调控我国早期发现的一个温敏雄性不育系衡农S-1温敏雄性不育性状的主要基因，利用其与三系恢复系明恢63构建的F₂群体，将tms9-1基因定位于水稻第9号染色体的两个dCPAS标记之间，相隔162kb。根据水稻基因组的功能注释结果分析，将一个PHD类转录因子OsMS1基因确定为其候选基因。根据不同来源水稻籼、粳、光温敏雄性不育系等材料的测序结果显示，衡农S-1温敏雄性不育系在OsMS1基因第三外显子处有一个从T到C的点突变，导致编码的亮氨酸突变为苯丙氨酸(Q i Y,Liu Q,Zhang L,Mao B,Yan D,JinQ,He Z*.Fine mapping and candidate gene analysis of the novel thermo-sensitive genic male sterility tms9-1gene in rice.Theor Appl Genet,2014,127(5):1173-1182.)。

pms3基因是克隆自我国首个发现的光温敏雄性不育系农垦58S，研究发现pms3基因位于水稻第12染色体，编码一个1236bp的长链非编码RNA(lncRNAs)，其作为一个长日照特异的辅助育性恢复RNA(LDMAR)调控农垦58S的光敏雄性不育性状(PSMS)。根据候选基因所在的28.4Kb片段测序表明，1个从C到G的突变造成SNP多态性，且在农垦58S中非常保守。这个自发突变的SNP改变了LDMAR的二级结构，从而增加了LDMAR启动子区的甲基化，这种甲基化导致LDMAR在长日照条件下转录减少，因此，使发育中的花药发生了程序性细胞死亡(PCD)，从而导致不育(Ding J,Lu Q,Ouyang Y,Mao H,Zhang P,Yao J,Xu C,Li X,Xiao J,Zhang Q.A long noncoding RNA regulates photoperiod-sensitive male sterility,an essential component of hybrid rice.Proc Natl Acad Sci(USA),2012,109(7):2654-2659)。

SNP广泛存在于水稻基因组中，具有数量多、分布广、密度高等特点，是造成个体农艺性状差异的主要形式，基于SNP特点发展的分子标记是进行各类性状改良的主要辅助选择手段。KASP是竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive Allele Specific PCR)，通过末端识别目标位点，对相应的SNP位点处进行PCR扩增，最终根据不同荧光释放的相应信号检测，明确相应SNP位点的碱基信息，从而进行基因型的分析和鉴定，可对SNPs进行精准的双等位基因判断。