[发明专利]水稻中胚轴延长特性相关的分子标记及其应用

说明书

本发明属于农业生物技术领域，涉及与水稻中胚轴延长特性相关的分子标记，该分子标记的SNP位点对应水稻基因组参考日本晴序列3号染色体上第315682836个核苷酸位点G>A突变，该位点的突变与水稻中胚轴延长特性有显著的相关性。本发明涉及到的230份水稻品种中含有该突变位点的中胚轴延长长度大于0.95cm，尤其是中胚轴延长长度最长的5个品种中都含有该位点，而延长长度小于0.95cm的203份品种都没有该突变位点，因此该位点可以作为水稻中胚轴遗传改良的分子标记。本发明的有益效果在于：运用全基因重测序的方法，能够快速地筛选与水稻中胚轴延长性状相关的分子标记，这个位点能够作为遗传标记用于水稻中胚轴延长特性的遗传改良。

技术领域

本发明属于农业生物技术领域，涉及与水稻中胚轴延长特性相关的分子标记，具体涉及到水稻3号染色体上一个与水稻中胚轴延长特性相关的分子标记。

背景技术

随着旱直播水稻在雨育田和缺水地区的推广应用，具有抗旱能力的水稻品种可以采用机械化旱直播、免耕直播等环保、节约生产成本的新型栽培方式(Bhushan 2007)。由于直播用种量大，造成成本上升，尤其是杂交稻组合的种子价格较高，制约了机械化旱直播的进一步推广应用。旱直播水稻出苗是否快速整齐，是制约产量潜力和田间管理的因素之一，而机械化直播中覆土深度的控制有重要作用同时也有技术难度。水稻种子在黑暗条件下萌发时，除胚芽鞘伸长外，中胚轴的延长是影响深直播水稻种子顶土出苗能力的主要因素之一(张光恒2005)。中胚轴是指胚根着生点到胚芽鞘节之间的部分，中胚轴延长的品种，出苗速度快，出苗率高。研究表明水稻中胚轴延长特性有助于种子从较深土层下快速、整齐地出面。

水稻中胚轴延长受多个遗传因子和环境因子的影响。中胚轴延长能力在半矮秆水稻品种中能够稳定的遗传(Dilday et al.1990)。林建荣等(2006)发现水稻中胚轴伸长特性受2对隐性基因控制。随着以分子标记连锁图谱为基础的QTL分析技术的发展，该技术已成为研究复杂性状遗传机制的主要手段之一。Redona和Mackill(1996)利用Labelle和BlackGora籼粳交F₂群体构建的连锁图谱共检测到控制中胚轴长度的5个QTL，位于第1、3、5、7号染色体上，并认为该性状存在基因型与环境互作。Katsuta-Seki等(1996)利用Daorenqiao和Surjumkhi的F2:3家系，在第3、6、11号染色体上定位了3个控制中胚轴长度的QTL。曹立勇等(2002)利用籼稻IR64与粳稻Azucena杂交的F₁代花粉离体培养获得的DH群体定位了控制中胚轴长度的8个QTL，分别位于第1、3、6、7、8、12染色体上，也认为该性状存在基因型与环境互作。黄成等(2010)利用沈农265(长中胚轴)和丽江新团黑谷(短中胚轴)的RIL群体构建的连锁图谱，对水和赤霉素两种培养条件下的中胚轴长度进行QTL定位，共检测到控制中胚轴长度的5个QTL,分布在第1、2、3、6、11号染色体上；与其他研究比较发现，主效基因qML3可以在不同群体和不同环境下稳定表达。Lee等(2012)在两次独立的试验中利用Kasalath和日本晴的BIL群体构建的连锁图谱，定位了5个控制中胚轴长度的QTL，分别位于第1、3、7、9、12号染色体上，并精细定位了在这两次试验中都能检测到qMel-1和qMel-3。

近年来，随着新一代高通量测序技术的发展，利用重测序技术对种质资源的基因型进行鉴定更加方便、快捷、成本低，关联分析在水稻研究中也取得很大进步。特别是中国科学家(黄学辉等2010，2011，2012)已经完成上千份水稻种质资源的重测序工作，并且用这些种质资源组成的自然群体进行全基因组关联分析(GWAS)，获得许多重要性状的关联位点，同时也验证了关联分析方法可靠性。

本发明选择的全基因组重测序群体材料由270份水稻微核心种质资源和旱稻种质资源合并组成。从中筛选出与水稻中胚轴延长特性相关的SNPs(single nucleotidepolymorphisms，单核苷酸多态性)位点作为遗传标记用于水稻遗传育种，以增加短中胚轴水稻品种的中胚轴延长长度，进而提高水稻旱直播的出苗率。

发明内容