[发明专利]一种水稻库源新基因(SS1)的紧密连锁分子标记

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制水稻库源新基因SS1的紧密连锁分子标记，属于水稻超高产育种和分子遗传学领域，适用于在水稻高产育种中引入新的产量相关基因SS1，并利用紧密连锁分子标记对该基因进行水稻库源相关性状的辅助选择育种。

背景技术

水稻产量的高低主要取决于源、库、流三者的强弱及其相互间的协调程度，其中穗部性状特别是每穗总粒数是光合产物积累的主要库性状，倒三叶尤其是剑叶大小是光合产物生产的主要源性状，穗茎中的大维管束数量通常被作为从叶片向穗部输送同化物的一个“流”性状。剑叶是穗部最重要的同化产物来源，其大小与每穗粒数、小穗育性、高容重籽粒、千粒重及籽粒产量密切相关。在不同条件下，源、库、流三者之一都有可能成为作物产量的限制因素，因而单方面强调源或库对产量的重要性都是不全面的。要获得高产，不仅源、库要协调，还要考虑到流(运转)的协调，即源要足、库要大和运转通畅。由此可见，源、库、流三者之间是相互促进、相互影响、相互制约的关系。目前一般采用源/库、源/流和流/库“三比”来评价源、库、流三者间的平衡关系，进而分析“三比”变化对水稻产量及生理的影响，从而找出水稻高产所需的最佳“三比”值。尽管人们已经认识到充足而且彼此协调的库源关系是水稻高产理想株型和超高产育种的重要目标，但至今对库源性状的遗传特别是两者间的分子调控机制还缺少研究。因此，鉴定影响库源性状的重要基因，通过分子标记辅助选择培育库源协调的高产品种进而解析库源性状调控的分子机制，意义重大。

数量性状基因座(QTL)定位的应用极大的促进了对包括产量在内的许多重要复杂性状遗传机理的认识。鉴定影响库、源和流及产量性状的QTL有助于增加对这些复杂性状相互关系的理解，从而达到通过遗传操纵改良这些性状并最终提高产量的目的。Cui等(2003)利用珍汕97与明恢63的重组自交系群体，定位了剑叶、倒二叶和倒三叶(源性状)、每穗总粒数(库性状)、茎中大维管束数量(流性状)及三者衍生的比例性状与籽粒产量及产量相关性状(结实率和千粒重)的QTL，在定位影响库-源-流的25个主效QTL中，其中有8个与影响产量性状的QTL定位在相同或相近的区域，认为一因多效或紧密连锁是籽粒产量与库、源、流之间相关的遗传基础。Li等(1998)在美国德州生态条件下种植Lemont/特青的早世代(F₄)重组自交系群体，研究了水稻剑叶和倒二叶与库容量之间的遗传关系，发现作为主要库容量的每穗粒重有50％的变异是由剑叶大小引起，并利用分子标记鉴定出位于第4染色体RG143-RG214区间同时影响库性状(每穗粒数和每穗粒重)和源(剑叶和倒二叶的叶面积和叶宽)性状的1个主效QTL(QLw4)，分别解释剑叶叶宽、倒二叶叶宽和每穗粒数表型变异的20％、19％和16％，是一个影响库源性状的重要主效QTL。该基因座上来自Lemont的等位基因能够在增加叶宽和叶面积的同时增加每穗粒数和穗粒重，一因多效是该基因控制库源性状的遗传基础。Xu等(2004)在菲律宾热带条件下种植Lemont/特青的高世代(F₁₃)重组自交系群体，在第4染色体的RM317-RM255区间检测到影响每穗粒数的主效QTL，其增加每穗粒数的等位基因也同样来自Lemont。经比较作图分析发现，与该QTL紧密连锁的分子标记RM255正好落在RG143-RG214区间。因此，推断该QTL与Li等(1998)定位到影响库源性状的QLw4很可能是同一个位点。在此基础上，申请人又进一步利用Lemont/特青的双向回交导入系群体，分别在北京和海南的种植条件下检测到影响每穗粒数和剑叶宽度的主效QTL(所在区间为RM317-RM255)，该位点上增加叶宽和每穗粒数的等位基因都来自亲本Lemont。由此证明RM317-RM255区间确实存在一个在不同的生态条件下稳定表达的影响库源性状的基因，暂且将该基因命名为SS1(Source-sink 1)。