[发明专利]一种水稻抗旱基因的分子标记及其应用在审

专利信息
申请号: 201710025038.8 申请日: 2017-01-13
公开(公告)号: CN106701958A 公开(公告)日: 2017-05-24
发明(设计)人: 黄立钰;张石来;张静;黄光福;胡凤益 申请(专利权)人: 云南大学
主分类号: C12Q1/68 分类号: C12Q1/68;C12N15/11
代理公司: 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)11350 代理人: 汤东凤
地址: 650091 云*** 国省代码: 云南;53
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摘要:
搜索关键词: 一种 水稻 抗旱 基因 分子 标记 及其 应用
【说明书】:

技术领域

发明涉及一个水稻抗旱功能基因的分子标记,属于水稻抗旱分子设计育种和分子遗传学领域,具体涉及一种水稻抗旱基因的分子标记及其应用。

背景技术

植物抗旱包括形态学和生理生化的变化,是一个相当复杂的过程。从生理机制来看,植物抵御干旱胁迫存在逃旱性、避旱性、耐旱性和复原抗旱性等机制,它们通常以一种抗旱机制为主,多种抗旱机制共同作用,最终达到抵御干旱的目的。植物抗旱性主要是植物为了适应干旱的自然环境,通过长期自然选择及遗传变异,形成一套特异适应干旱环境的生理机制。

水稻可以通过建立发达根系以躲避干旱土壤层。大量研究表明,水稻品种间根系生长的差异往往是其抗旱性差异的重要原因之一。DRO1受到生长素负向调控,并且影响了根尖部位的细胞伸长,从而导致根系的不对称生长和对重力响应的向下弯曲,使其生长方向更为竖直,改变根系构型,从而提高水稻避旱能力(Uga et al.,2013);OsDSR-1编码一个钙结合蛋白,是水稻中一个参与孕穗期和抽穗期干旱胁迫应答的基因,同时OsDSR-1是ABA抑制侧根生长的正调控因子,研究还发现OsDSR-1可能是信号传导途径中的一个Ca2+感受子,可参与调控高钾条件下侧根的发育(Yin et al.,2011);OsNAC9和OsNAC10编码一个NAC(NAM,ATAF and CUC)转录因子,在水稻根部的特异表达,正向调节水稻根系的生长发育,增强了抗旱能力,进而提高了干旱条件下的水稻产量(Jeong et al.,2010;Redillas et al.,2012);OsiSAP8是一个SAP胁迫相关蛋白家族成员,编码一个具有A20和AN1型锌指结构域的蛋白,可能在各种胁迫响应早期的信号传导中发挥功能,在烟草和水稻中过量表达OsiSAP8都能提高植株对盐、干旱和冷胁迫的耐受性,在胁迫条件下和胁迫恢复中,转基因植株的叶绿素保持、发芽率、植株鲜重、根和地上部伸长以及叶片发育都明显好于对照植株(Kanneganti and Gupta,2008)。因此,根系发展与改善被认为是提高水稻抗旱能力最重要途径之一。

由于9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase,Nced)是脱落酸(abscisic acid,ABA)合成途径中关键限速酶基因,该基因可以调控ABA在植株体内分布及水平,进而调控旱地条件下根系发育等性状,提高植物的陆生适应性,在改良常规稻抗旱育种中具有重要的应用价值。目前,应对作物(特别是水稻)的抗旱问题,通过转基因途径过表达一些转录因子、蛋白激酶等基因,可以达到相应的抗旱目的,但商业化应用尚需要较长的时间,而利用抗旱相关基因的分子标记辅助选择育种,有针对性的鉴定抗旱相关基因,能快速有效的选育抗旱稻作新品种。

发明内容

针对现有技术的不足,本发明提供了具有陆稻生态型分化SNP位点(Nced基因)检测的酶切扩增多态性序列(Cleaved Amplified Polymorphic Sequences,CAPS)标记,借助该标记可以有效筛选带有陆稻生态型分化(T型)Nced等位基因的个体,用于抗旱水稻新品种的培育。

本发明通过以下技术方案予以实现:

一种水稻抗旱基因的分子标记引物,其序列为:

正向引物序列(NCED-SNP-F):CACACCCCAAGAAGGACCC

反向引物序列(NCED-SNP-R):AATCACCAGAGCCGACGAGA

所述水稻抗旱基因的分子标记方法,包括以下步骤:

(1)提取待测水稻的基因组DNA;

(2)用分子标记引物NCED-SNP-F/R对水稻基因组DNA进行PCR扩增;

(3)以PCR扩增待测植株DNA,得到一条大小为657bp的片段,经VspI酶切后,若得到两条大小分别为200bp和457bp的片段,则表明样品基因组中存在陆稻T型抗旱基因Nced,若酶切后只有一条657bp的带型,则表明水稻样品基因中没有陆稻型(T型)抗旱等位基因Nced。

本发明还提供一种水稻抗旱基因的分子标记在抗旱水稻新品种的培育中的应用。

本发明的有益效果:本发明开发到的CAPs分子标记是可以对陆稻T型抗旱基因(Nced)进行基因型鉴定的共显性分子标记,与现有技术相比具有以下优点和效果:

(1)通过给基因标记的筛选,可以筛选具有陆稻(T型)生态型Nced及抗旱性提高的育种材料。

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