[发明专利]一种水稻每穗粒数增效基因Gn1a的分子标记及其应用

说明书

技术领域

本发明属于水稻分子育种技术领域，具体涉及水稻每穗粒数增效基因Gn1a的分子标记及其应用。

背景技术

联合国粮食及农业组织（简称联合国粮农组织；FAO）预测：随着人口的快速增长与耕地的流失，未来20年到50年，粮食短缺将成为一个严峻的全球性问题。水稻作为世界范围内最重要的作物之一，为全球超过半数的人口提供食物来源，因此进一步增加水稻单产对解决粮食短缺这一全球性问题具有关键作用。

每穗粒数是水稻最重要的农艺性状之一，是水稻产量的构成因子，直接决定水稻单产，故增加每穗粒数是水稻增产的重要途径。然而，每穗粒数是典型的数量性状，受多基因的数量性状基因座(Quantitative Trait Loci,QTL)控制。直到最近才发现位于第1染色体的Gn1a基因是控制水稻每穗粒数的主效基因，可以解释籼粳品种Habataki、Koshihikari间44%的表型变异，来自籼稻品种Habataki的等位基因可以增加水稻的每穗粒数，从而可以增加水稻的单株产量。

传统育种方法主要对水稻的穗形进行目测再予以选择和固定，具有很大的盲目性，选择效率底下，而分子标记辅助选择（Marker-Assisted Selection，MAS）技术给水稻育种提供了新的途径，由于MAS方法是对品种的基因型进行的选择，不受环境的影响，因此选择的可靠性强。但是到目前为止可直接用于对水稻每穗粒数选择的分子标记尚未发现，如果能将控制每穗粒数的主效基因Gnla的遗传变异转化为操作性好的分子标记，利用MAS育种将其应用于对水稻穗形的改良育种中，必将有效的提升水稻产量。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种水稻每穗粒数增效基因Gn1a的分子标记的引物，本发明的第二目的是提供上述引物的应用。

技术方案：本发明提供的一种水稻每穗粒数增效基因Gn1a的分子标记的引物，其上游引物序列如SEQ ID NO:1所述，下游引物序列如SEQ ID NO:2所示。

本发明还提供了上述的水稻每穗粒数增效基因Gn1a的分子标记的引物在水稻辅助育种中的应用。

具体而言，所述应用包括以下步骤：利用上述的引物扩增待测水稻全基因组DNA，产物经琼脂糖凝胶电泳检，若产物为113bp的DNA片段，则待测水稻的基因型为增效型；若产物为129bp的DNA片段，则待测水稻的基因型为非增效型。

更具体的，包括以下步骤：

（1）DNA的提取：水稻全基因组DNA的提取采用常规的CTAB法；

（2）标准PCR扩增体系的建立：以待测水稻全基因组DNA为模板，PCR反应体系设定为25μl，其中包括：25ng待测水稻全基因组DNA，2.5μl10×PCR缓冲液(Tris-HCl10mmol/L，PH8.3，KCl50mmol/L，明胶0.001%)，2.5μl1.5mmol/L的MgCl₂溶液，2.5μl2.5mmol/L的dNTPs，2μl引物工作液(上游引物、下游引物各含0.033ng)，1U Taq酶，加ddH₂O至25μl；标准PCR反应程序为：95℃变性5min；94℃变性0.5min，53℃退火0.5min，72℃延伸1min，33个循环；最后在72℃延伸5min；

（3）扩增DNA片段检测分析：PCR产物经3%浓度的琼脂糖凝胶电泳检测，如果产物是113bp的DNA片段，则待测水稻的基因型为I型，即Habataki类型（增效型），如果DNA片段是129bp，则为II型（非增效型）。

有益效果：本发明提供的水稻每穗粒数增效基因Gn1a的分子标记的引物可准确、快速的选择每穗粒数性状较好的个体，通过与常规育种相结合，能够在减少成本的情况下大大提高育种效率，同时，对于育种辅助选择的准确性高。

具体而言，本发明相对于现有技术具有以下突出的优势：

1、本发明的分子标记的引物是直接对水稻每穗粒数性状进行选择的分子标记引物，可直接应用于水稻生产。

2、本发明设计的分子标记的引物Gn1a-STS为基因内分子标记，是对Gn1a进行选择的专用标记，对Gn1a基因的选择准确度为100%。

3、本发明设计的分子标记的引物Gn1a-STS为共显性标记，可以准确区分杂合型与纯合型，在回交后代中可以选择供体亲本Gn1a基因型的F₁杂合单株，保证了在回交过程中不会丢失杂合的目标单株。