[发明专利]一种分离两个紧密连锁的水稻不育基因的方法

说明书

技术领域

本发明属于水稻分子遗传领域，涉及一种分离两个紧密连锁的水稻不育基因的方法。

背景技术

Kubo等(1999，2002)利用分子标记辅助选择技术，构建了一套以粳稻品种Asominori为背景，籼稻品种IR24为供体的亚种间全基因组染色体片段置换系群体。我们经多年研究发现，其中一个置换系AIS34与Asominori杂交，F₁表现出半不育的特性。根据Kubo等(1999，2002)公布的原始图谱，AIS34在第4、6、8染色体具有小部分杂合基因型片段，在第5染色体具有部分置换的IR24染色体纯合基因型片段，其余部分均为Asominori背景基因型。在多年的种植中，我们发现AIS34置换系的株型等农艺性状有分离，但其育性始终是稳定的，说明在第4、6、8染色体上的基因型杂合区段并不影响小穗育性，即AIS34与Asominori杂交，F₁结实率表现出低育的特性，是由于第5染色体部分置换的IR24染色体片断与Asominori染色体形成的杂合基因型引起的。AIS34经多代自交后，我们从中选择到稳定的置换系AIS34，经分子标记检测，原置换系AIS34在第4、6、8染色体上对应的杂合型片段，在新的AIS34中已全部成为Asominori或IR24纯合基因型。经细胞学研究发现，AIS34与Asominori杂种F₁的花粉育性不正常，表现为半不育。且激光扫描共聚焦显微研究发现，杂种F₁的胚囊出现三种情况的异常；整体染色研究发现，F₁的受精率显著低于双亲。说明，胚囊部分败育也是导致杂交组合AIS34/Asominori杂种F₁部分不育的主要原因之一。

综合已有研究结果来看，目前对亚种间杂种不育的有关机理知之甚少，存在的主要原因有以下：1，籼粳交杂种F₁的主要表现为结实率低，而结实率是一个综合性状，它主要受花粉雄配子育性和雌配子育性的影响。2，籼粳交杂种不育的性状是一个数量性状，由多基因同时控制，研究起来非常困难。3，籼粳交杂种F₁的育性不稳定，容易受到外界的环境影响，如外界的低温容易导致杂种F₁的花粉育性变低。4，最后，籼粳交杂种F₁不育的模式虽然表现为等位基因的互作，但是常常在同一育性位点附近有多个不同类型的育性基因紧密连锁在一起，及在某一个染色体片段上同时存在控制花粉育性和雌配子育性的位点，这给研究雌雄配子的作用方式带来非常大的困难。目前研究还没有将紧密连锁的不同育性位点基因进行分离和克隆的报道。因此，本发明在以往研究基础上，以置换系AIS34为初始材料，构建AIS34/Asominori//Asominori回交群体，对引起AIS34/Asominori杂种F₁花粉不育基因和雌配子不育基因分别进行初定位。同时，通过分子标记筛选，对在该位点为杂合片段的植株，用轮回亲本Asominori回交、自交，结合表型鉴定，分别筛选出仅在不育位点有差异的不育株(在该位点为杂合基因型)和可育株(在该位点为纯合基因型)，经多代的回交和自交后，这样的不育株和可育株可看作近等基因系。在此过程中，应用分子标记，采用逐步逼近的方法，用大规模的群体和高密度的分子标记分别将杂种花粉不育基因和雌配子不育基因精细定位到较小的范围内。利用这种方法可以分别精细定位紧密连锁的控制不同类型的不育基因位点，为克服现阶段直接通过基因克隆来了解亚种间杂种不育的分子机理提供了一种较好的方法，为了解籼粳亚种间杂种F₁不亲和的分子机理和生理基础作出有益的探索，最终为籼粳亚种间杂交稻育种服务。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用染色体置换系分离和精细定位2个紧密连锁的水稻花粉不育和雌配子不育基因的方法。通过该方法可以较快地将2个紧密连锁的数量性状基因分离开，为大量性状基因的精细定位和图位克隆奠定基础，同时得到在育性位点为纯合基因型的单株，可在育种上直接利用，从而克服籼粳交杂种不育。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

一种分离两个紧密连锁的水稻不育基因的方法，包括：