[發明專利]燕麥隱性核不育基因分子標記及應用

在審

• 申請號: 201910026024.7
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109644863A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 張麗君;劉龍龍;馬名川
• 申請（專利權）人: 山西省農業科學院農作物品種資源研究所
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02;A01H1/04
• 代理公司: 西安匯智創想知識產權代理有限公司 61247
• 代理人: 李恒

本發明公開了燕麥隱性核不育系RI2014的生產方法及燕麥隱性性核不育系RI2014的用途，以及燕麥隱性核不育系RI2014不育基因的分子標記方法，對RIS2014燕麥隱性核不育系RI2014進行引物PCR，引物編號為CL1155，CL907，CL210，Uni2358，Uni2612，CL248，Uni2008，將控制RI2014S不育系育性性狀的基因定位于染色體23.0Mb區段內。本發明公開的的突變體RI2014本身具有高產性能，不僅可以作為不育系省去人工去雄雜交份繁瑣，而且在育種過程中還具備優良親本功能。使用本發明公開的燕麥隱性核不育系RI2014不育基因的分子標記方法，在植株的鑒定、品種的遺傳背景、篩選目標單株，在品種改良和產量構成以及克隆性分化控制基因等方面有重要的應用意義。

技術領域

本發明屬于燕麥育種技術領域，尤其涉及一種燕麥隱性核不育系基因分子標記及應用。

背景技術

育性是燕麥的重要性狀，在燕麥生產上有著重要的意義。燕麥雄性不育的研究最早于二十世紀八十年代，目前我國發現了兩種燕麥不育類型：皮燕麥隱性核不育和裸燕麥顯性核不育，國外關于燕麥雄性不育的發現還未見報道。燕麥核隱性不育經典遺傳學研究表明，不育性狀由一對隱性核基因控制，該材料命名為CA雄性不育（CAMS）。CAMS主要用于燕麥雜交組合的配制、輪回選育、群體改良以及雜交制種等多種用途。由于燕麥具有復雜且龐大的基因組（異源6倍體，分A、C、D三組，6n=42），尚未進行基因組測序，關于燕麥基因組分析和重要基因的定位多是依靠分子標記技術進行。

雄性不育是植物中普遍存在的一種生物學現象，也是雜種優勢利用的一種途徑。植物雄性系不育指一種雄性生殖器官發育異常或退化（主要是花藥或者花粉退化），但是雌性生殖器官發育正常的母本燕麥材料，由于花藥或花粉早期發育異常造成無花粉型或無生活力花粉，不能自花授粉結實，只有依靠外來花粉才能受精結實。燕麥屬自花授粉植物，為無限花序，隨抽穗隨開花，一般抽穗后2-3d內開花。開花是從頂部向基部發展，開花時雌雄蕊同時成熟，一般單株的抽穗開花在1周內完成。當單株燕麥頂部開始抽穗開花時頂部以下的雌雄蕊還處在發育階段，而且越往下所處的發育階段越靠前。授粉是在花內外稃開始開放時或開放前開始的，所以天然雜交率極低，僅為萬分之一。因此這種隱形核不育燕麥作為遺傳工具，通過人工輔助授粉的方法，就能產生大量雜交種子，是雜交燕麥最成功的遺傳工具。

皮燕麥和裸燕麥之間親緣關系較遠，種間雜交存在著巨大的育種潛力，其雜種F₁在產量、品質和抗逆性等方面具有很強的雜種優勢。然而，由于皮裸雜種優勢在實際應用上遇到很大困難，包括花期不遇、結實率低等一系列問題，其中最主要是皮裸雜種F₁代結實率較低，多數雜種的結實率在5%-50%之間。

皮、裸燕麥種間雜交，其雜種后代的子粒性狀表現為混合遺傳。植株穗部同時存在著裸粒型和帶批型兩類子粒，裸粒型子粒在果穗上的分布與燕麥幼穗分化的先后次序相吻合。獲得光合產物較為充足的穗頂端小穗和側枝頂端小穗的基部小花產生的子粒，形成裸粒型子粒，而果穗中下部特別是側枝下部的小穗多形成帶俘型子粒。從F₂開始對入選的單株進行隔離脫粒, 選用裸粒型子粒作為下一代的選擇系，逐代連續單株粒選，淘汰全皮類型或帶批子粒多的單株，自交純合直至穩定，性狀穩定一般需8代甚至更長時間，兼顧目標性狀在全裸或裸粒子粒多的單株上的綜合表現，直到選育出理想株系并表現穩定遺傳。

分子標記，是以個體間遺傳物質內核苷酸序列變異為基礎的遺傳標記，是DNA水平遺傳多態性的直接反映。廣義的分子標記是指可遺傳的并可檢測的DNA序列或蛋白質，狹義的分子標記是指能反映生物個體或種群間基因組中某種差異的特異性的特性DNA片段。隨著分子標記技術的發展，獲得了與燕麥不育性狀連鎖的分子標記，對植株的鑒定、品種的遺傳背景、篩選目標單株，在品種的改良、克隆基因等方面有重要的應用意義。

發明內容