[發明專利]基于KASP技術用于水稻整個生育期耐冷基因分型的引物組合及應用

有效

• 申請號: 202011253676.3
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112251534B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 王記林;王電文;陳紅萍;田春杰;鄧偉;陳大洲
• 申請（專利權）人: 江西省農業科學院水稻研究所;中國科學院東北地理與農業生態研究所
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;C12Q1/6858;C12N15/11
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 陳征

本發明涉及基于KASP技術用于水稻整個生育期耐冷基因分型的引物組合及應用，所述水稻耐冷基因包括OsLTPL59、LTG1、qLTG3?1、COLD1、bZIP73、qPSR10、CTB4a和HAN1，所述引物組含有24條引物，其序列分別如SEQ?ID?NO:1?24所示。利用本發明提供的引物組能夠快速檢測水稻種質中耐冷基因功能等位基因和不同基因有利單倍型的組合方式，檢測結果準確可靠，操作簡單，成本低。本發明方法能夠實現水稻耐冷功能基因的檢測，對于一些野生稻的優異耐冷基因的利用提供依據。同時也能實現水稻育種材料耐冷功能基因的檢測，解決耐冷表型鑒定復雜、困難等問題，為提高水稻耐冷性提供科學指導。

技術領域

本發明涉及作物分子標記育種技術領域，具體涉及基于KASP技術用于水稻整個生育期耐冷基因分型的引物組合及應用。

背景技術

水稻是最重要的農作物之一，起源于熱帶和亞熱帶地區，對冷脅迫反應敏感。在高緯度、高海拔地區，冷脅迫嚴重制約了水稻的生長和生產。

在水稻整個生長發育時期都會受到低溫脅迫，發芽時期的低溫脅迫使水稻發芽率下降，進而影響成苗率；幼苗時期是水稻對低溫最敏感的時期，期間的低溫脅迫會導致幼苗直接死亡；孕穗期的低溫脅迫則會使水稻花粉敗育，進而直接導致產量下降。因此，提高水稻耐冷性不能僅僅提高水稻某一時期的耐冷性，而是需要考慮提高其整個生育期的耐冷性，包括水稻苗期、芽期、孕穗期的耐冷性。

水稻耐冷性是受多種遺傳因素和環境共同調控的數量性狀。近些年，已克隆了一些水稻耐冷性基因，但只有具有優異自然等位變異的耐冷基因可以直接用于水稻品種改良，即將耐冷等位基因直接導入至目標品種中便可提高其耐冷性。如COLD1(LOC_Os04g51180)、HAN1(LOC_Os11g29290)、bZIP73(LOC_Os09g29820)、OsLTPL59(LOC_Os10g36160)、LTG1(LOC_Os02g40860)、qPSR10(LOC_Os10g34840)和CTB4a(LOC_Os04g04330)，這些基因序列均存在廣泛的自然變異。LTG3-1(LOC_Os03g01320)是植物特有的基因，該基因可以顯著增強水稻芽期耐冷性，在自然界中存在一些變異位點，其中編碼區第46-116位Indels：CTCCACTTCTTCACCTTCTCCGACGCGTGCGGCTGCCAGTGCGGCTCATGCCCTAGTCCCGGCGGAGGAGG/-變異直接導致基因功能差異；大部分秈稻缺失該區段，其低溫發芽率相對于包含該區段的粳稻顯著下降。COLD1(LOC_Os04g51180)編碼區第1091位的堿基變異導致氨基酸的變化，依據該單核苷酸多態性(single?nucleotide?polymorphism,SNP)可將核心種質材料COLD1分作兩種單倍型，二者存在極顯著的苗期耐冷性差異。HAN1啟動子區ATG上游第1543位的堿基變異導致一個MYB轉錄因子結合元件的變化，該SNP可將核心種質材料HAN1分作兩種單倍型，且二者在耐冷性表型上存在極顯著的差異。bZIP73編碼區第511位的堿基變異導致氨基酸的變化，依據該SNP可將核心種質材料bZIP73分作兩種單倍型，二者存在極顯著的苗期與孕穗期耐冷性差異。

隨著人口的增長，對于糧食的需求也越來越高，水稻作為主要的糧食作物之一，保證其高產穩產至關重要。低溫脅迫嚴重威脅著水稻的高產穩產，充分利用水稻耐冷等位基因提高水稻耐冷性至關重要。因此，利用導致基因功能變異的堿基位點開發標記，篩選野生稻中的有利等位變異，為培育水稻耐冷品種具有重要意義。然而，傳統的連鎖標記主要是基于與基因連鎖的分子標記進行基因型鑒定，不能用來準確鑒定材料目標性狀有利基因單倍型組合以及進行定向的改良育種，并且操作復雜、通量小、勞動力消耗量大。因此，開發水稻重要耐冷基因標記，利用基因功能標記輔助選擇耐冷性較好的目標單株，可以大大提高選擇效率，加快育種進程。