[發明專利]水稻柱頭外露率主效QTL及其定位方法

有效

• 申請號: 201710568148.9
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107287321B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 張克勤;程式華;曹立勇;張迎信;阿兵;占小登;吳偉勛;孫廉平
• 申請（專利權）人: 中國水稻研究所
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;C12N15/11
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 朱貝貝

本發明公開了水稻柱頭外露率主效QTL，所述主效QTL被定位于水稻第7染色體上，位于分子標記RM5436?RM5499之間約1000kb物理距離上。此區域在以往有關柱頭外露的研究中從未見報道過，因此可以認為是發現了一個新基因。本發明還提供了該主效QTL的定位方法。水稻育種上高的柱頭外露率可明顯提高雜交結實率，因此，將來新基因可通過MAS手段育成帶有遺傳改良性質的細胞質雄性不育系，通過提高其柱頭外露率來提升異交結實率，進而進一步增加雜交稻的制種效率，加快育種進程。

技術領域

本發明涉及分子生物學領域，特別是涉及水稻柱頭外露率主效QTL及其定位方法。

背景技術

水稻是全球最為重要的糧食作物，解決了全球超過半數人口的口糧問題。在全球大緯度、多環境下均可種植。種植雜交水稻被認為是解決全球不斷增長的人口問題以及由此而引發的糧食短缺問題的有效策略。

柱頭外露是影響水稻異交結實率的主要因子之一。水稻開花期間，多種環境因子對柱頭外露均有所影響，例如風、溫度、濕度、機械損傷等等。外露的柱頭大約能保持6天，平均每天減少20％左右。因此，不管單柱頭外露率還是雙柱頭外露率都和其他開花性狀一樣，在雜交稻制種過程中受到育種家以及育種科研者的持續關注。

由于栽培稻是嚴格的自交作物并且花期性狀都不利于異交結實，因此在雜交稻制種過程中，要想辦法通過改變兩親本的表型性狀來提高天然的異交結實率。雜交稻制種過程中父母本的選擇會因為各自目標性狀的不同而選擇不同。雜交稻中父本的選擇會傾向于在雜交過程中具有高產量潛力的品種，而另一方面，母本的表型性狀選擇則會傾向于雄性不育性狀。通過應用遺傳雄性不育即光溫敏核不育，目前在水稻生產上已得到成功運用。但作為育種家，仍需考慮影響雜交稻制種產量的諸多表型性狀，例如水稻柱頭外露率就是最重要的影響因子之一。具有更高柱頭外露率的母本不僅可以從父本獲取更多花粉，而且可以更容易越過父母本之間的開花異步(非同步化)障礙。

到目前為止，在水稻中已經定位到了多個柱頭外露相關的QTL，并且在水稻全部12條染色體上都有分布。基于水稻種間以及種內多次雜交獨立試驗均檢測到了與開花習性相關性狀的數量性狀位點(QTLs)，染色體3、4、6、8、11和12上共檢測到了9個控制柱頭外露的QTL(Yamamoto,T.,Takemori,N.,Sue,N.,Nitta,N.(2003).QTL analysis of stigmaexertion in rice.Rice Genet Newsl 20,33-34)。通過秈稻栽培稻peikuh和野生稻W1944雜交衍生而來的重組自交系(RIL)群體，在第5和第10染色體上分別定位到了1個控制柱頭外露的QTL(Uga Y,Fukuta Y,Cai H W,Iwata H,Ohsawa R,Morishima H,FujimuraT.2003.Mapping QTLs influencing rice floral morphology using recombinantinbred lines derived from a cross between Oryza sativa L.and Oryza rufipogonGriff.Theoretical and Applied Genetics,107,218-226.doi:10.1007/s00122-003-1227-y.)。