[发明专利]一种与水稻育性及花器官数目相关的分子标记及其应用

说明书

本发明提供一种与水稻育性及花器官数目相关的分子标记及其应用。本发明将籼稻品种93‑11经钴60辐射诱变后，筛选得到雄性核不育突变体，通过图位克隆的方法，将突变体定位在水稻12号染色体长臂包含MIL2基因在内碱基位16702239到17016311之间的314.070Kb的碱基缺失。该缺失突变体命名为mil2‑4390，缺失片段两端核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，该突变体可以通过分子标记M1来鉴定。mil2‑4390突变体引起水稻隐性雄性核不育、雌性低育且导致水稻花器官数目发生变异，可用于制备隐性雄性核不育或花器官变异的转基因水稻，在水稻种质资源的遗传改良育种中作用重大。

技术领域

本发明涉及植物分子生物学领域，具体涉及一个与水稻核雄性不育、雌性低育、花器官数目发育相关的基因突变体及其分子标记和应用。

背景技术

水稻不仅是单子叶植物基因组研究的模式植物，而且是重要的粮食作物。水稻是世界上三分之一人类的主食，其花不仅是繁殖器官，而且是形成子粒的基础。水稻花 的正常发育直接影响稻谷产量和稻米品质，因此水稻花发育的研究一直是水稻遗传育 种工作者关注的重点。研究水稻花发育不仅具有重要的理论意义，而且对水稻产量和 品质遗传育种具有重要的指导意义。

通过水稻分子遗传学的研究发现双子叶模式植物拟南芥、金鱼草等物种研究中获得的“ABCDE花器官调控模型”部分适用于解释水稻等单子叶植物花器官发育的分子 调控(Yoshida H and Nagato Y.Flower development in rice.2011,J Exp Bot.,62(14):4719- 4730；Lombardo F and Yoshida H.Interpreting lemma and palea homologies:apoint of view from rice floral mutants.Front Plant Sci,2015,61(6):1-6.)。目前已克隆多个与双子叶植物 拟南芥、金鱼草相应的ABCDE模型基因功能相似、产物同源的MADS-box基因(于新， 王建军，王才林.水稻花器官发育的分子机理.分子植物育种,2013,11(4):617-624.)，然而 水稻与拟南芥等植物进化上相差较远，花的形态结构差异较大，水稻花具有与双子叶 植物相似的雄蕊和雌蕊繁殖器官，但没有明显的双子叶植物所具有的花尊和花瓣结构， 围绕雄蕊和雌蕊繁殖花器官的是与双子叶植物和其他单子叶植物的花萼、花瓣明显不 同的外稃、内稃和浆片。

随着研究的深入及新的水稻花发育相关突变体基因的分离，越来越多的研究显示， 单子叶水稻与双子叶拟南芥菜花器官形态建成有较多的不同仍然有许多问题需要解决 (Hitoshi Y and Yasuo N.Flower development in rice.J Exp Bot,2011, 62(14):4719-4730；Lombardo F and Yoshida H.Interpreting lemna andpalea homologies:apointof view from rice floral mutants.Front Plant Sci,2015,61(6):1-6.)。首先，内、外稃是 否是花尊的同源物，这一点并没有充足的实验证据来支持；其次，内、外稃是同一种 器官或是不同的器官也还未获得充分的证据；第三，水稻颖片究竟是一朵退化的花还是一整朵花的有机组成部分，仍然不是很清楚。因而，对水稻的花发育过程的遗传调 控机制尚不能像拟南芥那样形成一个总体轮廓，要阐明水稻花发育的一些基本问题， 还有待一些新的基因克隆和研究。