[发明专利]一个水稻粒宽新基因qGS5dl及其分子标记方法

说明书

技术领域

本发明涉及一个水稻粒宽新基因qGS5^dl及其分子标记，该基因增加水稻籽粒宽度，同时增加粒厚和粒重，属于水稻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粒形基因qGS5^dl，并利用分子标记对该基因进行辅助选择育种。

背景技术

水稻粒形主要取决于粒长、粒宽和粒厚，而且与产量组分之一的粒重直接呈正相关。分子遗传学研究表明，水稻粒形和粒重及其组分表现为受多基因控制的数量性状。迄今为止，已有110多个影响水稻粒形、粒重及其组分性状的主效QTL被鉴定出来，主要分布在第1、2、3和5染色体上，其中影响粒宽和粒重的GW2、影响粒长、粒宽和粒厚的GS3、影响粒长和粒重的GL3.1、影响粒宽和粒重的qSW5/GW5、影响籽粒大小的GS5、影响粒宽的GW8及影响粒厚的GIF1等均已被克隆。此外，还有影响粒长的qGL-3a和qGL7、影响粒重的gw3.1和GW3、影响粒长和粒宽的qGL1、qGW1、GS7和qSS7及影响粒长和粒重的gw8.1等主效QTL被精细定位。上述影响粒形或粒重的等位基因主要来源于自然变异，这些基因的定位和克隆有助于我们了解水稻粒形或粒重形成的遗传基础，但其真正在育种实践中成功应用的事例仍十分有限。

拓宽遗传变异进而鉴定和挖掘有利变异的基因是开展突破性育种的先决条件。实践证明，诱变处理是获得农作物新变异的一种有效途径。采用地面γ辐射和各种化学诱变剂处理农作物种子的诱变育种在我国取得了丰硕成果，已选育出了一大批农作物新品种。我国于1987年开始，着手利用返回式卫星等航天器搭载生物体进行外太空环境(具有高能重粒子辐射和高真空等特点)诱变处理及其育种应用研究，迄今完成了多达21批次的生物材料包括不同植物干种子、微生物等搭载处理，获得了一大批具有育种利用价值的突变体材料。

本课题组在国内较早开展空间诱变育种研究，选用我国晚粳主体育种亲本农垦58纯系干种子，于1988年搭载我国“8885”返回式卫星进行空间诱变处理，从诱变后代选育出稳定遗传的大粒突变体，其籽粒特别细长，3粒种子累加长达1寸，故有“3粒寸”之称，千粒重高达43g，精米透明无心腹白，带有芳香味，是一份难得的育种资源。2002年，本课题组通过初步的遗传研究发现，其粒形性状(长、宽、厚)在农垦58/大粒突变体的F₂群体中呈现正态分布，很可能受多个位点的控制。本发明通过分子标记定位发现了一个位于第5染色体上的主效位点qGS5^dl，来源于大粒突变体的等位基因同时增加粒宽、粒厚和千粒重，在农垦58/大粒突变体的F₂群体中分别解释10.0％、6.2％和4.2％的粒宽、粒厚和千粒重变异，并获得了紧密连锁的遗传标记MGW5，有望用于新基因qGS5^dl的标记辅助选择育种。经比较作图发现，这个位点上尚未有控制粒宽、粒厚和粒重的基因报道，因此qGS5^dl可能是一个控制粒宽、粒厚和粒重的新基因。

发明内容

(一)技术问题

本发明针对上述研究背景，利用大粒突变体和原始对照品种农垦58配制的F₂分离群体，通过连锁分析，定位第5染色体上的粒形新基因(qGS5^dl)，获得与之紧密连锁的基于PCR的实用经济型标记MGW5，该标记可以有效的进行粒形的辅助选择，主要应用于粳稻高产育种。

(二)技术方案

水稻粒宽新基因qGS5^dl，其特征在于：在水稻基因组第5染色体18,000,000-20,000,000bp的区间内存在一个与稻谷粒长粒重相关的一个新基因位点qGS5^dl，航天诱变品种“大粒突变体”在该位点上的等位基因能够显著增加粒宽。

qGS5^dl的分子标记方法，其特征在于：用一对特异的PCR引物对MGW5，其中正向引物序列为：CATGCAACAACGTCACCTTC，反向引物序列为：ATGGTTGGTAGGCACCAAAG，共同PCR扩增带有品种“大粒突变体”血缘的育种材料基因组DNA，如果引物对MGW5的能够PCR扩增出与“大粒突变体”类似的145bp左右大小的片段，那么推测该育种材料很可能含有qGS5^dl的宽粒等位基因。

水稻粒宽新基因qGS5^dl及其分子标记方法可以应用于水稻育种。

(三)有益效果