[发明专利]水稻温敏不育基因tms5的功能分子标记及其检测引物与应用

说明书

本发明涉及水稻温敏不育基因tms5的功能分子标记及其检测引物与应用。本发明提供一种水稻温敏不育基因tms5的SNP分子标记的检测引物，所述SNP分子标记包含第71位碱基的C/A多态性，所述检测引物包括核苷酸序列如SEQ ID NO.1～4所示的第一引物、第二引物、第三引物和第四引物。本发明利用ARMS‑PCR检测tms5基因携带的第71位碱基由C到A的功能突变，可以有效地避免假阳性，能够实现温敏不育性状的准确检测；并且检测结果可以直接根据琼脂糖凝胶电泳条带进行判断，检测程序简单易行，成本低廉，适于进行广泛推广应用。

技术领域

本发明涉及分子生物学及植物分子育种领域，具体地说，涉及水稻温敏不育基因tms5的功能分子标记及其检测引物与应用。

背景技术

水稻是我国最重要的粮食作物之一，全国有超过半数的人口以稻米为主食。两系法杂交水稻不育系的育性受核基因控制，具有没有恢保关系，配组自由；种子繁育程序简单，成本低；稻种资源利用率高，选育出优良组合机率高等优点，有利于使水稻杂种优势进入一个新阶段。

两系法杂交稻使用的不育系主要是利用光温敏不育水稻材料培育的。目前生产上应用的两系不育系按不育基因的来源主要分为两类：光敏不育系(PGMS)和温敏不育系(TGMS)。PGMS来源于农垦58S，其代表不育系包括培矮64S，7001S等，其控制基因为pms3(Ding J et al.A long noncoding RNA regulates photoperiod-sensitive malesterility,an essential component of hybrid rice.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A,2012:109:2654-2659.)。TGMS来源于安农S-1，代表的不育系有广占63S、株1S等，其不育控制基因为tms5(Zhou et al.RNase Z S1processes Ub L40mRNAs and controlsthermosensitive genic male sterility in rice.Nature communications,2014,5:4884.)。TMS5编码产物为RNase ZS1，RNase ZS1可以降解UbL40的mRNA；TMS5基因第71位碱基C突变为A后，导致翻译提前终止，RNase ZS1酶失活，无法降解UbL40的mRNA。低温条件下，UbL40表达量低，花粉育性正常，而高温条件下，UbL40大量表达，导致花粉不育。

现有的两系不育系选育主要根据抽穗开花期的田间表现，花粉镜鉴，套袋自交等方法；还需要利用海南冬季的低温短日照和大陆的夏季的高温长日照。这种选育方式步骤繁琐、准确性低、时间长、见效慢，限制了两系不育系的选育进程。因此开发针对不育基因的分子标记，将其应用于分子标记辅助选择，可以大大提高不育系的选育效率。

截止到2011年，我国种植的两系杂交稻中，有71个品种是利用带有tms5不育基因的两用不育系培育而成，占所有两系杂交稻品种的71％，其种植面积超过全国两系杂交稻种植面积的80％。科研工作者对tms5的定位、克隆和序列分析工作为tms5的分子标记开发奠定了基础。现有技术中针对水稻温敏不育系tms5基因的分子标记主要存在假阳性率高、检测步骤繁琐及检测成本较高等问题，在实际生产中仍不能得到广泛应用：曹晓风等的专利“一种快速检测水稻温敏不育系的方法”(CN201110292922.0)检测tms5基因的两对引物均不是功能标记，存在检测假阳性高的问题。专利申请CN201510967126.0、CN201610555993.8、CN201510547897.4检测tms5基因需要使用限制性内切酶酶切或者荧光探针，步骤繁琐或检测成本较高，在实际应用中有诸多不便。因此，亟需开发假阳性率低、准确性高、操作简便、成本低廉的水稻不育基因tms5的检测分子标记。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种水稻温敏不育基因tms5的功能分子标记及其检测引物与应用。