[发明专利]一种验证水稻粒形和粒重的QTL的方法

说明书

本发明公开了一种验证水稻粒形和粒重的QTL的方法，通过本发明的验证方法鉴定出一个渗入系IL188，其籽粒大小和粒重均有所增加。利用IL188与日本晴杂交并自交衍生的F₂和F_2:3群体，共检测到了5个粒形性状包括粒长、粒宽、长宽比、粒厚和千粒重相关的12个QTLs。其中一个QTL‑qGL7被定位在7号染色体长臂上标记Y7‑12–Y7‑38之间约261kb的范围内。qGL7通过调节细胞扩张来增加籽粒大小和重量。这些结果不仅有助于了解水稻粒形性状的遗传基础，而且有助于在水稻育种中通过分子标记辅助选择(MAS)增加水稻籽粒的大小和重量。

技术领域

本发明涉及水稻技术领域，尤其涉及一种验证水稻粒形和粒重的QTL的方法。

背景技术

水稻是亚洲最重要的粮食作物之一，也是世界上大多数人口的主食。随着世界人口的日益增长，水稻高产育种对于满足粮食需求至关重要。水稻产量由三个主要因素决定：有效穗数、每穗实粒数和千粒重。其中，表现最为稳定的性状是粒重，粒重很大程度上由籽粒的大小决定，而籽粒的大小则由三个要素(长、宽、厚)和籽粒充实度决定。粒重是决定水稻产量的重要因素，受多个数量性状位点(QTLs)控制。迄今为止，已鉴定出分布在水稻的12条染色体上的400多个控制粒形和粒重的QTLs。然而，只有少数几个主要的QTL包括GS3、qSW5、GW2、qGL3/GL3.1、GW8、GL7/GW7、TGW6和GS9等已经通过图位克隆的方法分离出来。这些基因的分离丰富了我们对调控粒形和粒重的分子调节机制的认识。

菲律宾和巴布亚新几内亚特有的小粒野生稻(2n＝48，BBCC)是一种异源四倍体野生种。隶属于稻属药用野生稻复合体，含有抗稻瘟病、白叶枯病、褐飞虱和纹枯病等优良基因。然而，严重的种间生殖隔离限制了野生稻向栽培品种的QTL转移。根据Tanksley和Nelson提出的高代回交数量性状基因座(AB-QTL)分析方法的可行性，已有多项研究被报道，在鉴定控制产量和品质相关性状的QTLs的同时，也将其从野生种转移到了栽培种中。然而，很少有人尝试从小粒野生稻中鉴定和分离产量相关性状的QTL到栽培品种中。因此，解决这一类的问题显得尤为重要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种验证水稻粒形和粒重的QTL的方法，利用来自栽培稻和小粒野生稻杂交、回交构建的渗入系，鉴定并验证7号染色体上一个影响粒形和粒重的新QTL。

为了实现上述技术方案，本发明提供了一种验证水稻粒形和粒重的QTL的方法，包括以下验证步骤：

步骤一：准备材料

渗入系IL188来源于粳稻品种日本晴和从国际水稻研究所(IRRI)种质资源中心收集的小粒野生稻W303之间的种间杂交，再以日本晴为轮回亲本回交三代，并借助胚拯救技术，随后自交四代。IL188与轮回亲本日本晴相比，粒长显著变长，粒重显著增加。为了阐明粒形和粒重变异的遗传基础，由母本IL188和父本日本晴之间杂交的F₁自交构建由166个株系组成的F₂群体，F_2:3群体来源于F₂各株系的自交获得；

步骤二：根据QTL分析的初步结果，利用分子标记从F_2:3群体中筛选4个剩余杂合体，顺序杂合片段分布在RM500–RM429区间；自交构建4个NIL-F₂群体：共180株、184株、184株和195株，分别命名为R1、R2、R3和R4群体；

步骤三：从连续杂合区段为Y7-3–Y7-4的R3群体中进一步选择4个单株；自交构建4个NIL-F₂群体：共有130株、144株、146株和140株，分别命名为R5、R6、R7和R8群体；然后在R6和R8群体中进一步鉴定非重组纯合植株并进行自交，建立两组NILs，每组由20个IL188纯合基因型株系和20个日本晴纯合基因型株系组成；