[发明专利]一种水稻稻米香味基因的SNP功能分子标记及应用

说明书

技术领域

本发明涉及分子生物学技术领域，具体涉及一种水稻稻米香味基因的SNP功能分子标记及应用。

背景技术

传统系谱法选育是水稻育种家们普遍采用的方法，通过育种家们的多年努力，培育和创制了大量高产、高抗和优质的水稻新品种。然而，结合表型鉴定的传统育种模式存在表型把控不准、遗传群体需求量大、人力成本高、育种周期长等缺陷，很难实现大规模商业化集成育种或材料遗传改良。伴随着分子生物学和生物信息学的发展，分子标记辅助选择育种(Molecular Assisted Selectoin，MAS)显现了巨大的技术优势，实现了遗传基础与目标性状的结合，选择含有目标基因的材料(单株)进行组配，实现了目标性状的精准改良，能有效回避传统育种方法的技术壁垒。

单个核苷酸变异(Single Nucleotide Polymorphism，SNP)在物种的基因组上广泛存在，包括：单个碱基的转换或颠换、单个碱基(片段)插入或缺失等形式，针对这些多态性位点逐步兴起了新一代的SNP分子标记技术。针对控制目标性状的基因开发功能SNP标记，将性状与基因型相关联进而实现高效、精准育种。现阶段，适用于SNP检测的手段主要有凝胶电泳和荧光定量PCR，但但检测过程需要酶切、电泳及测序等，操作复杂，而且PCR产物的气溶胶和EB对人体的危害，对环境的污染。竞争性等位基因PCR(Kompetitive Allele Specific PCR，KASP)已陆续应用于分子辅助育种、目标性状基因定位、种子纯度及真实性鉴定等工作，具有成本低、通量高、实验操作安全和荧光信号采集数据准确等优势。

针对水稻稻米香味控制基因研究人员分离和克隆了badh2基因。该基因编码甜菜碱醛脱氢酶(Betaine Aldehyde Dehydrogenasea)，能抑制水稻香米主要成分2-乙酰基-1-吡咯啉(2-AP)的生物合成，当BADH2基因功能缺失时，稻米中能积累2-AP，使水稻稻米具有香味。目前，香米受到广大消费者的青睐并体现出了巨大的商业前景，育种家们也致力于香稻品种的培育和材料遗传改良工作，目前主要育成品种包括：Basmati系列、泰国香米系列、宜香系列和玉针香系列品种等。但在香稻育种工作中，香稻的表型鉴定需要籽粒成熟后才能进行收种鉴定；同时，该基因为一个功能缺失型变异，在杂交配组过程中杂合型表现为非香味表型或香味较淡，推测该性状主要有胚和胚乳的基因型决定而并非由植株决定。这些因素都极大了限制了水稻稻米香味品质性状的育种和遗传改良进度，而且费时费力。因此，开发出适用于苗期高通量鉴定植株基因型的功能SNP分子标记，助力大规模商业化分子育种具有广泛的应用前景和经济价值。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种水稻稻米香味基因的SNP分子标记，解决现有香稻稻香的表型鉴定育种周期长、育种成本高和育种效率低等问题。本发明还提供了用于检测SNP功能分子标记的引物组和KASP方法，解决了实验操作不安全、操作复杂和人工鉴定结果不准确等问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种水稻稻米香味基因的SNP功能分子标记，其特征在于，所述香味基因为badh2，基因内部的第二号外显子区域存在7bp碱基的插入缺失，所述的SNP功能分子标记为K_08g badh2-1，位于水稻第8号染色体第20380271位碱基处，该SNP功能分子标记多态性为G/C，其序列如SEQ ID No.1，相比野生型(非香味材料)基因序列该序列51bp处存在7bp缺失即“GCGCCGG”。

根据文献资料显示，badh2基因位于水稻8号染色体上物理位置：20379794-20386061区间内。当基因外显子区间发生移码突变，基因功能丧失，水稻稻米产生香味。针对香稻和非香稻材料见的变异位点，我们发现在基因的第二号外显子区间存在一个突变位点，该位点存在7bp碱基的缺失，提取该位点左右两侧各50bp序列，利用Batch Primer 3进行引物设计，得到用于检测SNP功能分子标记的引物组包括特异性引物Specific-allele X和Specific-allele Y，通用引物Primer Common，Specific-allele X为香味基因型特异引物，Specific-allele Y为非香味基因型特异引物。

其中特异性引物序列为：

Specific-allele X：TACTTGGCCCGGACGGCGCG

Specific-allele Y：TACTTGGCCCGGACGGCGCC