一種水稻每穗粒數增效基因Gn1a的分子標記及其應用的製作方法
2024-02-02 02:15:15 1
一種水稻每穗粒數增效基因Gn1a的分子標記及其應用的製作方法
【專利摘要】本發明提供的一種水稻每穗粒數增效基因Gn1a的分子標記，其上遊引物序列如SEQ?ID?NO:1所述，下遊引物序列如SEQ?ID?NO:2所示。該引物可準確、快速的選擇每穗粒數性狀較好的個體，通過與常規育種相結合，能夠在減少成本的情況下大大提高育種效率，同時，對於育種輔助選擇的準確性高。
【專利說明】一種水稻每穗粒數增效基因Gnla的分子標記及其應用
【技術領域】
[0001]本發明屬於水稻分子育種【技術領域】，具體涉及水稻每穗粒數增效基因Gnla的分子標記及其應用。
【背景技術】
[0002]聯合國糧食及農業組織(簡稱聯合國糧農組織；FA0)預測:隨著人口的快速增長與耕地的流失，未來20年到50年，糧食短缺將成為一個嚴峻的全球性問題。水稻作為世界範圍內最重要的作物之一，為全球超過半數的人口提供食物來源，因此進一步增加水稻單產對解決糧食短缺這一全球性問題具有關鍵作用。
[0003]每穗粒數是水稻最重要的農藝性狀之一，是水稻產量的構成因子，直接決定水稻單產，故增加每穗粒數是水稻增產的重要途徑。然而，每穗粒數是典型的數量性狀，受多基因的數量性狀基因座(Quantitative Trait Loci，QTL)控制。直到最近才發現位於第I染色體的Gnla基因是控制水稻每穗粒數的主效基因，可以解釋秈粳品種Habatak1、Koshihikari間44%的表型變異,來自秈稻品種Habataki的等位基因可以增加水稻的每穗粒數，從而可以增加水稻的單株產量。
[0004]傳統育種方法主要對水稻的穗形進行目測再予以選擇和固定，具有很大的盲目性，選擇效率底下，而分 子標記輔助選擇(Marker-Assisted Selection,MAS)技術給水稻育種提供了新的途徑，由於MAS方法是對品種的基因型進行的選擇，不受環境的影響，因此選擇的可靠性強。但是到目前為止可直接用於對水稻每穗粒數選擇的分子標記尚未發現，如果能將控制每穗粒數的主效基因Gnla的遺傳變異轉化為操作性好的分子標記，利用MAS育種將其應用於對水稻穗形的改良育種中，必將有效的提升水稻產量。
【發明內容】
[0005]發明目的:本發明的第一目的是提供一種水稻每穗粒數增效基因Gnla的分子標記的引物，本發明的第二目的是提供上述引物的應用。
[0006]技術方案:本發明提供的一種水稻每穗粒數增效基因Gnla的分子標記的引物，其上遊引物序列如SEQ ID NO:1所述，下遊引物序列如SEQ ID NO: 2所示。
[0007]本發明還提供了上述的水稻每穗粒數增效基因Gnla的分子標記的引物在水稻輔助育種中的應用。
[0008]具體而言，所述應用包括以下步驟:利用上述的引物擴增待測水稻全基因組DNA，產物經瓊脂糖凝膠電泳檢，若產物為113bp的DNA片段，則待測水稻的基因型為增效型；若產物為129bp的DNA片段，則待測水稻的基因型為非增效型。
[0009]更具體的，包括以下步驟:
[0010](I)DNA的提取:水稻全基因組DNA的提取採用常規的CTAB法；
[0011](2)標準PCR擴增體系的建立:以待測水稻全基因組DNA為模板，PCR反應體系設定為25 μ 1，其中包括:25ng待測水稻全基因組DNA，2.5μ 110XPCR緩衝液(Tris-HCllOmmol/L, PH8.3，KC150mmol/L,明膠 0.001%) ,2.5 μ 11.5mmol/L 的 MgCl2 溶液，
2.5 μ 12.5mmol/L的dNTPs,2y I引物工作液(上遊引物、下遊引物各含0.033ng)，IU Taq酶，加ddH20至25 μ I ;標準PCR反應程序為:95°C變性5min ;94°C變性0.5min，53°C退火0.5min, 72°C延伸lmin, 33個循環；最後在72°C延伸5min ；
[0012](3)擴增DNA片段檢測分析:PCR產物經3%濃度的瓊脂糖凝膠電泳檢測，如果產物是113bp的DNA片段，則待測水稻的基因型為I型，即Habataki類型(增效型)，如果DNA片段是129bp，則為II型(非增效型)。
[0013]有益效果:本發明提供的水稻每穗粒數增效基因Gnla的分子標記的引物可準確、快速的選擇每穗粒數性狀較好的個體，通過與常規育種相結合，能夠在減少成本的情況下大大提高育種效率，同時，對於育種輔助選擇的準確性高。
[0014]具體而言，本發明相對於現有技術具有以下突出的優勢:
[0015]1、本發明的分子標記的引物是直接對水稻每穗粒數性狀進行選擇的分子標記引物，可直接應用於水稻生產。
[0016]2、本發明設計的分子標記的引物Gnla-STS為基因內分子標記，是對Gnla進行選擇的專用標記，對Gnla基因的選擇準確度為100%。
[0017]3、本發明設計的分子標記的引物Gnla-STS為共顯性標記，可以準確區分雜合型與純合型，在回交後代中可以選擇供體親本Gnla基因型的F1雜合單株，保證了在回交過程中不會丟失雜合的目標單株。
[0018]4、本發明標記操作簡單，無需酶切，用普通的瓊脂糖電泳即可清楚的區分，在一般的實驗室便可應用。在不影響植株正常發育的情況下，早在水稻5-6葉的秧苗期內即可採集水稻樣本，進行DNA提取並予以檢測，3-5天內可得到結果，而不需要等待植株成熟便可知水稻的基因型，選擇每穗粒數較多的單株，拔除不含增效基因型的單株，減少土地水肥等資源的浪費，節約成本，提高效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為Gnla的分子標記的引物Gnla-STS的驗證部分知名品種Gnla基因型的瓊脂糖電泳圖。其中M為DL2000標準分子量Marker, I為Habataki, II為Nipponbare0
[0020]圖2為Gnla的分子標記的引物Gnla-STS的驗證部分知名品種Gnla基因型的聚類分析結果。
【具體實施方式】
[0021]根據下述實施例，可以更好地理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結果僅用於說明本發明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發明。
[0022]實施例1
[0023]水稻每穗粒數增效基因Gnla的分子標記引物設計:
[0024]在公共資料庫NCBI下載秈稻Habataki的Gnla基因序列，與粳稻日本晴的序列比較發現=Habataki在Gnla基因5』非翻譯區存在16個鹼基的缺失，根據這一序列差異，利用Primer5.0軟體設計STS (Sequence-Tagged Site)標記，獲得專用分子標記Gnla-STS引物對，如下:[0025]上遊引物序列(5，-3，)，SEQID NO:1:CTCTTGCTTCATTATCAATC ；
[0026]下遊引物序列(5，-3』)，SEQID NO: 2:AAACTACACAAGAATCTGCT。
[0027]實施例2
[0028]利用上述水稻每穗粒數增效基因Gnla的分子標記引物檢測待測水稻的基因型:
[0029](I)DNA的提取:水稻全基因組DNA的提取採用常規的CTAB法；
[0030](2)標準PCR擴增體系的建立:以待測水稻全基因組DNA為模板，PCR反應體系設定為25 μ 1，其中包括:25ng待測水稻全基因組DNA，2.5μ 110XPCR緩衝液(Tris-HCl 10mmol/L, PH8.3，KC150mmol/L,明膠 0.001%) ,2.5 μ 11.5mmol/L 的 MgCl2 溶液，2.5 μ 12.5mmol/L的dNTPs,2y I引物工作液(上遊引物、下遊引物各含0.033ng)，IU Taq酶，加ddH20至25 μ I ;標準PCR反應程序為:95°C變性5min ;94°C變性0.5min，53°C退火0.5min, 72°C延伸lmin, 33個循環；最後在72°C延伸5min ；
[0031](3)擴增DNA片段檢測分析:PCR產物經3%濃度的瓊脂糖凝膠電泳檢測，如果產物是113bp的DNA片段，則待測水稻的基因型為I型，即Habataki類型(增效型)，如果DNA片段是129bp，則為II型(非增效型)。
[0032]利用上述方法對部分知名品種Gnla的基因型進行驗證，結果見表1。
[0033]表1部分知名品種Gnla的基因型檢測結果
【權利要求】
1.一種水稻每穗粒數增效基因Gnla的分子標記的引物，其特徵在於:其上遊引物序列如SEQ ID NO:1所述，下遊引物序列如SEQ ID N0:2所示。
2.權利要求1所述的水稻每穗粒數增效基因Gnla的分子標記的引物在水稻輔助育種中的應用。
3.如權利要求2所述的應用，其特徵在於:包括以下步驟:利用權利要求1所述的引物擴增待測水稻全基因組DNA，產物經瓊脂糖凝膠電泳檢，若產物為113bp的DNA片段，則待測水稻的基因型為增效型；若產物為129bp的DNA片段，則待測水稻的基因型為非增效型。
【文檔編號】C12Q1/68GK103468674SQ201310354970
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月14日 優先權日:2013年8月14日
【發明者】曾生元, 龔紅兵, 林添資, 盛生蘭, 景德道, 餘波, 錢華飛, 周義文, 李闖, 刁立平 申請人:江蘇丘陵地區鎮江農業科學研究所