[发明专利]一种检测栽培稻杂种不育中性基因座ARSL1-n的分子标记、方法和应用

说明书

本发明公开了一种检测栽培稻杂种不育中性基因座ARSL1‑n的分子标记、方法和应用。本发明首先发现了一个栽培稻种间杂种不育座位ARSL1，位于第1号染色体长臂上的分子标记M42.21和M42.40之间186kb的区间内，进而通过比较基因组分析，发现了一种在ARSL1座位含有染色体片段缺失的中性或亲和型等位基因座位ARSL1‑n，ARSL1‑n对ARSL1‑s和ARSL1‑g基因座具有杂种亲和性，并提供了一套用于检测基因座位ARSL1‑n的分子标记，用于鉴定含ARSL1‑n座位的水稻品系，从而以ARSL‑n座位克服ARSL1介导的杂种育性障碍。

技术领域

本发明属于作物遗传育种技术领域，更具体地，涉及一种检测栽培稻杂种不育中性基因座ARSL1-n的分子标记、方法和应用。

背景技术

栽培稻分为亚洲栽培稻(Oryza sativa)和非洲栽培稻(Oryza glaberrima)，亚洲栽培稻进一步分为籼稻和粳稻两个亚种。与亚种内的品种间杂种优势相比，亚种间或种间杂种具有更明显的优势，因此亚种间或种间的杂种优势利用是杂交稻的未来发展方向。但(亚)种间存在严重的杂种不育现象，导致杂种F₁植株的结实率只有0-30％，使得其产量优势无法得到体现，这严重限制了远缘杂交稻的发展。因此，分离杂种不育基因并建立相关的杂种亲和系对克服远缘杂交生殖障碍，突破杂交水稻增产瓶颈至关重要。

到目前为止，已鉴定出至少21个亚非栽培稻种间杂种不育基因座(Garavito etal.,2010；Xu et al.,2014；Zin Mar et al.,2021；Wang et al.,2022)，但仅报道克隆了一个基因座S1(Xie et al.,2017a；Koide et al.,2018；Xie et al.,2019)。这些杂种不育基因座通常显示出特定等位基因的遗传优势传递，导致后代群体的偏分离现象，因此，杂种不育基因座位也被称为自私遗传元件。大多数亚非栽培稻杂种不育基因座是非洲栽培稻自私的基因座，即表现出非洲栽培稻等位基因的传递优势。例如，在具有S1杂合基因型的亚非栽培稻杂种F₁中，携带亚洲栽培稻等位基因(S1-s)的雌性和雄性配子同时发生败育，而携带非洲栽培稻等基因(S1-g)的雌性和雄性配子则被选择性地保护而存活下来，表现出S1-g等位基因的自私传递(Xie et al.,2017a)。尽管取得了这些进展，但我们对自私遗传基因座位，特别是亚洲栽培稻自私基因座位导致非亚栽培稻杂种不育的认知还非常有限。

为了利用水稻远缘杂种优势，遗传育种家采取了几种方法来克服杂种不育。第一种方法是：通过鉴定携带杂种不育中性或亲和型基因座的自然亲和品系，如粳稻品种02428和籼稻品种Dular，用于克服籼粳杂种不育(Chen et al.,2008；Yang et al.,2012；Wanget al.,2006)。所述的杂种不育中性或亲和型基因座，是指以含有此类基因座的亲本与含有等位的杂种不育(不亲和)基因座的亲本杂交，其杂种的该杂合座位不能产生杂种不育的变异型基因座。第二种方法是：在粳稻品系中聚合某些杂种不育基因座的籼稻等位基因座或中性基因座，培育“粳型亲籼系”，从而打破籼粳杂种不育(Guo et al.,2016；Mi et al.,2016)。第三种方法是：利用基因编辑敲除杂种不育功能基因，创建杂种不育基因座的人工中性基因座位，也是克服杂种不育的有效途径(Xie et al.,2017a；Xie et al.,2017b)。这些研究表明，含有杂种不育中性基因座的品种是克服远缘杂种不育和利用远缘杂种优势的重要种质资源。然而，鉴定杂种不育中性基因座的有效方法仍然有限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供一套用于检测栽培稻杂种不育中性基因座ARSL1-n的分子标记。

本发明的第二个目的在于提供分子标记的应用。

本发明的第三个目的在于提供一种鉴定携带中性基因座位ARSL1-n的水稻品系的方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：