[发明专利]检测水稻千粒重相关基因特异分子标记的引物组及其应用

说明书

本发明公开了检测水稻千粒重相关基因特异分子标记的引物组及其应用，所述引物组包括9组引物对，分别是包括：SNAC1‑3416引物对、qTGW3‑3538引物对、qTGW3‑35390引物对、qTGW3‑35391引物对、qTGW3‑35393引物对、GW5‑5364引物对、GW5‑5366引物对、AET1‑2659引物对和DHD1‑2889引物对。本发明提供的引物组能够在137份来源广泛的籼稻中准确鉴定SNAC1、qTGW3、GW5、AET1和DHD1基因的单倍型，可在育种材料中进行早期鉴定，筛选上述5个基因的优势单倍型组合，提高育种选择效率。

技术领域

本发明属于分子育种技术领域，具体涉及一种用于检测水稻千粒重相关基因特异性分子标记的引物组及其在水稻育种中等方面的应用，所述相关基因包括SNAC1、qTGW3、GW5、AET1和DHD1。

背景技术

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，提高水稻产量对于保障粮食安全具有重要作用。构成水稻产量的最重要的三因素包括有效穗数、每穗实粒数和千粒重。因此，克隆千粒重的调控基因，挖掘可在育种实践中应用的千粒重相关基因的优势单倍型具有重要意义。千粒重与其它产量性状相比，受环境影响小，表型较稳定。截止2018年，已有16个控制粒重和粒型的QTL被克隆，包括OsLG3、OsLG3b/qLGY3、GS3、GL3.1/qGL3和qTGW3等(Yuetal.2017，Yu et al.2018，Fan et al.2006，Qi et al 2012，Zhang et al 2012，Huet al 2018，Ying et al 2018，Xia et al 2018)。

单倍型育种主要研究单倍型的鉴定及其在育种工作中的应用，多项研究表明关联分析方法是挖掘优异单倍型的有效方法(Abbai et al.2019；Sinha et al.2020)。因此，利用关联分析方法挖掘特定性状的优势单倍型，并结合分子育种方法将鉴定得到的优异单倍型应用于育种工作中，可有效提高育种进程。Abbai等利用候选基因关联分析从120个与水稻产量和品质相关的基因中筛选出21个基因，而后对选定基因进行单倍型分析，并且将各基因的优势单倍型进行组合，报道了影响目标性状的最佳单倍型组合(Abbai etal.2019)。Mishra等将HTK基因家族的8个基因进行单倍型分析，首次发现印度野生稻中HKT1；5基因的两个单倍型H5和H1以及HKT2；3与高耐盐显著相关(Mishra et al.2016)。Zeng等通过分析了特青、9311及日本晴三个水稻品种中，与产量、蒸煮食味品质及外观品质相关基因的遗传多样性，并进行了合理的分子设计，通过杂交和回交等技术将多个优势等位基因进行聚合，利用5年多时间成功培育产量及品质均优于亲本的新品种(Zeng etal.2017)。

PARMS(Penta-primer amplification refractory mutation system，五引物扩增受阻突变体系)是一种结合了一对通用荧光引物、一对SNP等位基因特异引物以及一条反向共用引物的SNP PCR分析技术。可快速简单地进行SNP等位基因的基因型检测。该体系带有2个不同的通用接头引物序列的Allele 1和Allele 2特异扩增引物在DNA复性后与对应的SNPDNA模板结合，PARMS PCR酶和Buffer系统能保证严格的等位基因特异扩增，配合Locus特异扩增引物，经过头2轮PCR后，形成了带有通用接头序列的PCR扩增产物。此时带有报告荧光以及荧光猝灭基团的通用探针(无扩增时因FRET效应而无荧光信号)，可以以带有通用接头序列的PCR扩增产物作为模板进行PCR扩增，一旦扩增成功，荧光探针上的荧光猝灭基团与报告基团解离，FRET效应消失，此时进行荧光扫描，即可检测到对应的荧光信号，因而可以得知对应的等位基因是否存在。

发明内容

有鉴于此，本发明基于引物扩增受阻突变技术开发了检测水稻千粒重相关基因SNAC1、qTGW3、GW5、AET1和DHD1单倍型特异分子标记的引物对，解决了利用传统技术无法判断水稻含有千粒重相关基因优势单倍型的问题，可用于快速分辨育种材料中上述5种基因的单倍型，从而选择其优势单倍型及优势单倍型组合，实现对水稻千粒重性状的快速精准选择。