[發明專利]一種驗證水稻粒形和粒重的QTL的方法

在審

• 申請號: 202011367665.8
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112342311A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 馮躍;李若思;魏興華;楊窯龍;袁筱萍;徐群;余漢勇;王一平;楊瑩瑩;李振;王珊;孫燕飛
• 申請（專利權）人: 中國水稻研究所
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;A01H1/02;A01H1/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 趙浩竹

本發明公開了一種驗證水稻粒形和粒重的QTL的方法，通過本發明的驗證方法鑒定出一個滲入系IL188，其籽粒大小和粒重均有所增加。利用IL188與日本晴雜交并自交衍生的F₂和F_2:3群體，共檢測到了5個粒形性狀包括粒長、粒寬、長寬比、粒厚和千粒重相關的12個QTLs。其中一個QTL?qGL7被定位在7號染色體長臂上標記Y7?12–Y7?38之間約261kb的范圍內。qGL7通過調節細胞擴張來增加籽粒大小和重量。這些結果不僅有助于了解水稻粒形性狀的遺傳基礎，而且有助于在水稻育種中通過分子標記輔助選擇(MAS)增加水稻籽粒的大小和重量。

技術領域

本發明涉及水稻技術領域，尤其涉及一種驗證水稻粒形和粒重的QTL的方法。

背景技術

水稻是亞洲最重要的糧食作物之一，也是世界上大多數人口的主食。隨著世界人口的日益增長，水稻高產育種對于滿足糧食需求至關重要。水稻產量由三個主要因素決定：有效穗數、每穗實粒數和千粒重。其中，表現最為穩定的性狀是粒重，粒重很大程度上由籽粒的大小決定，而籽粒的大小則由三個要素(長、寬、厚)和籽粒充實度決定。粒重是決定水稻產量的重要因素，受多個數量性狀位點(QTLs)控制。迄今為止，已鑒定出分布在水稻的12條染色體上的400多個控制粒形和粒重的QTLs。然而，只有少數幾個主要的QTL包括GS3、qSW5、GW2、qGL3/GL3.1、GW8、GL7/GW7、TGW6和GS9等已經通過圖位克隆的方法分離出來。這些基因的分離豐富了我們對調控粒形和粒重的分子調節機制的認識。

菲律賓和巴布亞新幾內亞特有的小粒野生稻(2n＝48，BBCC)是一種異源四倍體野生種。隸屬于稻屬藥用野生稻復合體，含有抗稻瘟病、白葉枯病、褐飛虱和紋枯病等優良基因。然而，嚴重的種間生殖隔離限制了野生稻向栽培品種的QTL轉移。根據Tanksley和Nelson提出的高代回交數量性狀基因座(AB-QTL)分析方法的可行性，已有多項研究被報道，在鑒定控制產量和品質相關性狀的QTLs的同時，也將其從野生種轉移到了栽培種中。然而，很少有人嘗試從小粒野生稻中鑒定和分離產量相關性狀的QTL到栽培品種中。因此，解決這一類的問題顯得尤為重要。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種驗證水稻粒形和粒重的QTL的方法，利用來自栽培稻和小粒野生稻雜交、回交構建的滲入系，鑒定并驗證7號染色體上一個影響粒形和粒重的新QTL。

為了實現上述技術方案，本發明提供了一種驗證水稻粒形和粒重的QTL的方法，包括以下驗證步驟：

步驟一：準備材料

滲入系IL188來源于粳稻品種日本晴和從國際水稻研究所(IRRI)種質資源中心收集的小粒野生稻W303之間的種間雜交，再以日本晴為輪回親本回交三代，并借助胚拯救技術，隨后自交四代。IL188與輪回親本日本晴相比，粒長顯著變長，粒重顯著增加。為了闡明粒形和粒重變異的遺傳基礎，由母本IL188和父本日本晴之間雜交的F₁自交構建由166個株系組成的F₂群體，F_2:3群體來源于F₂各株系的自交獲得；

步驟二：根據QTL分析的初步結果，利用分子標記從F_2:3群體中篩選4個剩余雜合體，順序雜合片段分布在RM500–RM429區間；自交構建4個NIL-F₂群體：共180株、184株、184株和195株，分別命名為R1、R2、R3和R4群體；

步驟三：從連續雜合區段為Y7-3–Y7-4的R3群體中進一步選擇4個單株；自交構建4個NIL-F₂群體：共有130株、144株、146株和140株，分別命名為R5、R6、R7和R8群體；然后在R6和R8群體中進一步鑒定非重組純合植株并進行自交，建立兩組NILs，每組由20個IL188純合基因型株系和20個日本晴純合基因型株系組成；