[发明专利]一种利用InDel分子标记预测籼-粳稻杂种F1结实率的方法

说明书

技术领域

本发明属于分子标记辅助育种技术领域，具体为一种利用InDel分子标记检测籼-粳稻杂交亲本遗传分化水平并以其预测杂种F₁结实率的方法。

技术背景

利用栽培稻亚种间超强杂种优势培育籼-粳杂交稻是进一步提高水稻产量的有效途径，杂种结实率是决定籼-粳杂种F₁产量的关键，由于籼-粳稻强烈的遗传分化导致其杂种F₁结实率显著下降，影响了籼-粳杂交稻的产量，限制了亚种间杂种优势在杂交水稻中的应用。因此，在实施籼-粳稻杂交之前有效选择能产生较高杂种F₁结实率的亲本组合是亚种间杂种优势利用的关键。目前，生产上进行籼-粳稻杂交主要是依据形态和谱系来确定杂交籼稻和粳稻双亲的特性，在多数情况下，籼-粳杂种F₁的结实率都较低，而很难应用于生产实践。其主要的原因是目前尚无能够定量的检测籼-粳稻杂交亲本遗传分化的工具，导致无法预料杂种F₁的结实率水平，因此，急需建立一种利用InDel分子标记预测籼-粳稻杂种F₁结实率的方法。

参考文献：

1）利用水稻DNA插入或缺失分子标记鉴定籼稻和粳稻的方法  （专利号：200810037114.8）；

2）用一粒稻谷鉴定籼稻和粳稻的分子标记方法（专利号： 201010591787.5）。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用InDel分子标记检测籼-粳稻杂交亲本遗传分化水平并以其预测杂种F₁结实率的方法。

本发明利用40个InDel分子标记和建立的计算方法，确定了籼-粳杂交双亲的籼-粳分化系数（GDI），同时分析杂交双亲的GDI和实测的杂种F₁结实率（PF）平均值之间的相关性，形成了一种利用分子标记分析双亲GDI来预测籼-粳稻杂种F₁结实率的方法。该方法在杂交水稻杂种优势利用方面具有广泛的应用价值和推广应用前景。

本发明提供的利用InDel分子标记检测籼-粳稻杂交亲本遗传分化水平并以其预测杂种F₁结实率的方法具体步骤包括：

（1）选择包含典型籼稻、典型粳稻和籼-粳分化中间类型，且结实率大于90%的水稻品种作为实验群体，并利用40个InDel分子标记确定两两水稻品种间的籼-粳遗传分化系数（GDI）；

（2）根据计算的覆盖0~1之间不同阶段的杂交双亲籼-粳遗传分化系数（GDI）值，确定杂交组合，并通过有性杂交获得各组合的杂种F₁；

（3）种植F₁杂种并测量杂种F₁植株的结实率（PF），通过分析杂交双亲GDI与实测杂种F₁植株结实率平均值的相关性，来建立利用GDI预测用于杂交的籼稻和粳稻双亲所得到杂种F₁结实率的方法；其中：

所述利用40个InDel分子标记确定两两水稻品种间的籼-粳遗传分化系数（GDI）的具体步骤为：构建包含典型籼稻、典型粳稻和籼-粳分化中间类型，且结实率大于90%的水稻品种实验群体，并利用常规的基因组DNA提取方法获取实验群体包含的全部水稻品种的DNA，用40个InDel分子标记对上述DNA进行PCR扩增，扩增产物在琼脂糖凝胶电泳或者聚丙烯酰胺凝胶电泳等方法进行分离，获得所有水稻品种在40个InDel位点上的基因型数据。通过计算分析两两水稻品种在40个位点上的差异等位基因数据，获得两个水稻亲本品种间的籼-粳遗传分化系数（GDI）；

水稻亲本品种在40个InDel位点的基因型数据为电泳条带读取结果：条带读取参照典型籼稻93-11（aa）和典型粳稻日本晴（bb）在每个InDel位点上的基因型进行，每个位点上可能的基因型为aa、bb和ab，进而获得所有水稻亲本品种在40个InDel位点上的基因型数据矩阵。

两个水稻亲本品种即杂交亲本之间的GDI计算公式为：

                                  (1)

其中A_i代表第i个位点上两个水稻亲本品种之间差异等位基因的数目。