[发明专利]一种水稻库源新基因(SS2)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(每穗粒数)源(剑叶大小)新基因SS2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SS2，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

从我国水稻育种历史分析，源、库、流三者的平衡对水稻产量潜力的提高发挥了重要作用。无论20世纪50年代的矮化育种，70年代的杂交水稻育种，还是近年的超级稻育种，每一次水稻产量的大幅度提高无不伴随着源、库、流状况的改善及新型源库平衡关系的建立。现已明确，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源库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将具有重要意义。

数量性状基因座(QTL)定位的应用极大地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。一些学者利用不同的作图群体检测到影响源相关性状(剑叶、倒二叶和倒三叶)的QTL与库相关性状，诸如每穗总粒数，千粒重及单株产量的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、源之间相关的遗传基础(Erik等.2002；Cui等.2003；Ishimaru 2003；Thomson等.2003；Yoon等.2006)。Li等(1997；1998)在美国德州生态条件下种植利用粳稻Lemont与籼稻特青培育的早世代重组自交系群体，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3染色体RG910a-RG418区间同时影响库(每穗粒数和每穗粒重)、源(剑叶和倒二叶的叶面积和叶长度)性状的1个主效QTL(QLl3b)，该基因座特青等位基因增加叶长和叶面积同时增加每穗粒数和每穗粒重，被认为是一个影响源库性状的重要主效QTL，并认为一因多效是控制源库性状的遗传基础。Mei等(2005)利用Lemont/特青BC₁F₁群体，在第3染色体的G249-RG418b区间检测到影响剑叶长度的主效QTL，贡献率为8.1％，其增加剑叶长度的等位基因也同样来自特青。申请人进一步在北京和海南两个不同的生态区下利用Lemont与特青培育的双向导入系群体及在北京环境下利用Lemont/特青F₁₃重组自交系群体，在第3染色体的RM227-RM85区间均检测到影响每穗粒数和剑叶长度的主效QTL，该QTL增加叶长和每穗粒数的等位基因均来自亲本特青(未发表)。经比较作图，与该QTL紧密连锁的RM227和RM85正好落在RG910a-RG418区间。因此，可以推断该QTL与Li等(1998)定位到影响源库性状的QLl3b位于同一染色体区间。由此表明，RM227-RM85区间确实存在一个在不同的生态条件下稳定表达的影响源库性状的基因，暂且将该基因命名为SS2(Source-sink 2)。