[发明专利]一种水稻粒型基因qSS7及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域。更具体涉及一种水稻粒型基因qSS7，同时还涉及一种水稻粒型基因qSS7的制备方法，还涉及一种水稻粒型基因qSS7的用途，具体包含了一个控制粒型的主效基因qSS7，针对该基因设计分子标记QS1，并利用分子标记技术将一个控制水稻长粒等位基因导入到短粒品种中，使短粒品种籽粒变长，改良水稻外观品质，创制品质改良新材料的方法。 

背景技术

水稻是世界上最重要的粮食作物之一。为了满足日益增长的人口对粮食的需求，育种家一直以来把提高单产作为水稻育种的主攻方向，而忽视了对水稻品质的提高。随着人们生活水平的日益提高，稻米品质要求越来越高。目前的稻米品质远未达到消费的需求。因此，改良品质已经成为育种家的迫切任务。 

水稻品质可分为加工品质、外观品质、蒸煮食味品质和营养品质，其中外观品质和蒸煮食味品质尤为重要。水稻外观品质包括粒型（一般用粒长、粒宽、长宽比来表示）、垩白率和垩白度等。国家优质稻谷质量标准明确规定，籼稻一级长宽比不小于2.8，垩白粒率不大于10%，垩白度不大于1.0%（GB/T17891-19992000-04-01实施）。粒型对外观品质影响很大，同时粒型对水稻产量影响也较大。因此，研究者对水稻粒型的遗传研究较为深入，在水稻12条染色体上已定位了大量控制粒型的数量性状位点（http://www.gramene.org）。人们也克隆了许多粒型基因，包括GS3、GW5/qSW5、GS5、GW8和qGL3.1（Fan et al.,2006；Song et al.,2007；Ayahiko et al.,2008；Weng et al.,2008；Li et al.,2011；Wang et al.,2012；Zhang et al.,2012）。其中GW2、qSW5/GW5和GW8影响产量和外观品质的作用表现为相反的效应，即增加产量会降低品质，利用它们进行水稻品质改良过程中不能同时兼顾产量和品质的改良。利用GS3和qGL3.1虽然可同时改良产量和品质，但由于短粒等位基因对长粒基因为显性，因此，在水稻育种利用，特别是杂交稻育种中，操作相对复杂，利用起来较困难。 

垩白率和垩白度受环境影响很大，由于该性状遗传上受到三倍体胚乳基因型的影响，遗传机理十分复杂。目前为止，人们虽然定位到了一些影响垩白的QTL，但还没有用图位克隆法分离鉴定出垩白基因的报道，因此，利用遗传手段降低垩白率和垩白度也具有一定难度。 

本发明利用图位克隆法分离得到1个粒型基因qSS7，其来源于热带粳稻的等位基因增加粒长，改善长宽比。转基因抑制该基因表达可以缩短粒长。根据该基因序列的变异，设计了该基因的分子标记；通过分子标记辅助选择的方法将该基因导入到水稻短粒品种中，可以增加粒长和长宽比，减小垩白率和垩白度，极大地改良外观品质，创造品质改良的水稻新材料。 

本发明在国内外未见报道，所在课题组尽管公开发表了该基因的精细定位结果，但未公开发表涉及本发明内容的文章，本发明在国内外公众未知。 

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种改良水稻籽粒外观品质的基因qSS7，其序列为SEQ ID NO.1所示，其对应的cDNA编码区序列为SEQ ID NO.2所示，编码的氨基酸为SEQ ID NO.3所示。导入qSS7长粒等位基因能够增加粒长，改善长宽比，减小垩白率和垩白度，极大地改良外观品质。 

本发明的另一个目的是在于提供了一种改良水稻籽粒外观品质的基因的制备方法，该方法易行，操作简便。 

本发明还有一个目的在于提供了一种基于qSS7基因的分子标记QS1引物，针对Cypress和珍汕97的qSS7基因序列差异设计基因标记QS1，通过分子标记辅助选择方法，能够准确、快捷的区分长短粒等位基因。 

本发明最后一个目的在于提供了一种水稻粒型基因qSS7在改良水稻籽粒外观品质中的应用，利用基因在水稻染色体片段代换系后代中选择外观品质显著改善、单株产量不变或有提高、其他品质性状不变的株系，创造品质改良的新材料。 

为了达到上述目的，本发明采取以下技术措施： 

一种改良水稻籽粒外观品质的基因的制备方法，其步骤是：