[發明專利]一種快速鑒定水稻減數分裂基因基因型的方法及其特異性分子標記

在審

• 申請號: 202111251369.6
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN113913545A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 紀劍輝;周穎君;趙祥祥;周海英;劉廷武;李正鵬
• 申請（專利權）人: 淮陰師范學院
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;C12N15/11
• 代理公司: 南京申云知識產權代理事務所(普通合伙) 32274
• 代理人: 邱興天

本發明公開一種快速鑒定水稻減數分裂基因基因型的方法及其特異性分子標記，屬于作物分子遺傳技術領域。本發明針對減數分裂基因基因PAIR2、CRC1及PRD1基因內部序列開發特異性分子標記，應用于檢測水稻減數分裂基因PAIR2、CRC1及PRD1基因的純合突變體、雜合型或野生型水稻，分別使用核酸內切酶BsII、BccI及AluI酶切擴增產物，電泳后即可判斷基因型。本發明所提供的鑒定方法，能夠高通量的一次性進行大量樣品的鑒定，區分不育單株、雜合株，具有操作簡便、低成本、特異性好以及高通量等特點，能快速應用于雄性不育材料在水稻育種中的研究，并降低育種成本。

技術領域

本發明屬于作物分子遺傳技術領域，更具體地說，涉及一種快速鑒定水稻減數分裂基因基因型的方法及其特異性分子標記。

背景技術

水稻作為人類最主要的糧食作物之一，它為全球約一半以上人口提供主食。中國的水稻種植面積約占全世界的23％左右，但目前中國的水稻產量卻占全世界的37％左右。從國內來看，水稻種植面積約占全國糧食作物面積的30％，產量接近糧食總產量的一半。從單位面積產量上來看，水稻比整個糧食作物高出45.17％，其中一個重要因素就是水稻雄性不育系的發掘以及其在水稻三系育種等中的應用和推廣。水稻中的“三系法”制種也是利用核-質互作雄性不育系、保持系和恢復系來實現三系配套來配置雜種一代。雄性不育水稻可分為細胞核質互作雄性不育與細胞核雄性不育。細胞核雄性不育包括顯性核不育與隱性核不育兩類。其中核不育又因其育性是否受光照、溫度等外界條件影響分為光(溫)敏核不育和普通核不育兩種類型。多數水稻核不育為隱性核不育，隱性核不育多受單隱性核基因控制。本專利所分析的基因突變均為單隱性核基因控制的減數分裂型不育突變。

研究人員在前期研究中發現，PAIR2基因控制水稻花粉母細胞減數分裂過程中同源染色體的配對。該基因的突變導致同源染色體在減數分裂過程中不能正常配對，從而形成24個單價體。目前認為PAIR2對水稻雌雄生殖細胞減數分裂過程中同源染色體的配對是必要的(Nonomura et al.2004)。此外，通過細胞學分析發現PAIR2蛋白與聯會復合體的軸向元件形成有關(Nonomura et al.2006)。水稻CRC1是一個保守的的AAA-ATPase家族蛋白，該蛋白與釀酒酵母Pch2和小鼠TRIP13具有較高的同源性。減數分裂過程中，CRC1與聯會復合體橫絲蛋白ZEP1及側向原件蛋白PAIR1互作，形成功能復合體，從而促進DNA雙鏈斷裂(DSB)的形成，CRCl還參與將PAIR2募集到染色體上(Miao et al.2013)。此外，CRC1還與P31^comet蛋白互作共同參與聯會復合體組裝和DSB形成(Ji et al.2016)。水稻PRD1是擬南芥AtPRD1的同源蛋白，突變表現為正常的營養生長，且具有正常的植株高度，但雌雄配子體均不育。通過構建雙突變體mtopVIB prd1-1表現出多極紡錘體，這一表型與單突prd1-1或mtopVIB具有相似表型，表明PRD1可能通過參與DSB形成從而促進水稻雙極紡錘體組裝(Shiet al.2021)。