[發明專利]水稻花柱長度基因qSYL3及其連鎖標記和在高異交結實率水稻核不育系選育中的應用

在審

• 申請號: 202210452407.2
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114645097A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 黨小景;劉強明;李玉龍;洪德林;宋少杰;江建華;胡長敏;景春雨;張瑛;王德正
• 申請（專利權）人: 安徽省農業科學院水稻研究所;重慶市農業科學院;安徽省農業科學院作物研究所
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;C12N15/11;A01H1/04;A01H1/02
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 馬歡歡

本發明提供了一種水稻花柱長度基因qSYL3及其連鎖標記和在高異交結實率水稻核不育系選育中的應用，屬于水稻分子育種技術領域。本發明通過對水稻花柱長度性狀的初定位和精細定位，以及對水稻花柱長度性狀緊密連鎖標記的開發得到了控制水稻花柱長度的長花柱等位基因qSYL3?k及其連鎖標記D30。采用雜交、回交和連鎖標記D30輔助選擇相結合的選育方法，再結合育性觀察和異交結實率調查，篩選到了長花柱、高異交結實率的水稻光溫敏核不育系新品系。利用本發明選育的長花柱、高異交結實率的水稻光溫敏核不育新品系進行雜交水稻制種，可顯著提高雜交水稻制種產量、降低制種成本、增加種植效益。

技術領域

本發明涉及水稻分子育種技術領域，尤其涉及一種水稻花柱長度基因qSYL3及其連鎖標記和在高異交結實率水稻核不育系選育中的應用。

背景技術

水稻是我國最重要的糧食作物，也是世界上最重要的糧食作物之一，全國有65％以上的人口以稻米為主食。在人口持續增長而耕地卻以數百萬畝的速度逐年減少的情況下，要保障幾十億人口的糧食安全，大幅度的提高單位面積產量是必然選擇。始于我國20世紀70年代的雜交水稻，較同熟期的常規稻單產增加15％左右，其商業化種植使水稻生產力有了大幅度提高。實踐證明，利用水稻雜種優勢提高水稻單產是最有效的途徑之一。

雜交水稻需要年年生產一代雜種種子。我國是世界最大的雜交水稻種子生產和消費國，每年雜交水稻種植面積為1400萬公頃，需雜交水稻種子約35萬噸。研究表明，限制雜交水稻制種產量的主要因素是不育系異交結實率低。水稻母本穎花柱頭外露是影響雜交稻制種異交結實率的決定因素。柱頭外露是指水稻開花結束后，雌蕊柱頭仍然留在穎殼外的現象。柱頭外露率是指柱頭外露穎花數占調查總穎花數的百分率，是水稻重要的異交性狀。由于外露柱頭展開度大、花粉承接面積增加，解除了穎殼對外源花粉的傳播障礙，開花的第二天甚至若干天仍有授粉機會。有研究發現，不育系V41A和V20A開花當天未授粉的穎花，憑外露柱頭在田間自由授粉，天然異交率分別可達到35％和37％。說明不育系柱頭外露率越高，就越有利于異交。

柱頭外露率屬數量性狀遺傳，不同研究者利用不同定位群體在水稻所有12條染色體上共檢測到195個控制該性狀的QTL。然而，柱頭外露率易受各種外界環境(如抽穗開花期的天氣、濕度、溫度等)的影響，加之性狀調查步驟繁瑣、誤差大，導致初定位后很難進行后續的深入研究。

柱頭性狀主要包括柱頭外露率、柱頭長度、花柱長度和柱花總長度(是指柱頭長度和花柱長度之和)等。研究表明，柱頭性狀間存在緊密聯系，如柱頭外露率與柱花總長度呈(極)顯著正相關，柱頭長度、花柱長度和柱花總長度兩兩間均呈極顯著正相關。但當前對于柱頭性狀的研究是遠落后于水稻米質、抗性等其他性狀，更未見柱頭長度相關性狀基因在水稻育種實踐上應用的報道?，F有證據表明，生產上一些配合力高、米質好、抗性強等優良性狀的不育系因其柱頭性狀差，異交結實率低而不能應用于生產實際。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了以下技術方案：

本發明提供了一種水稻花柱長度基因qSYL3在高異交結實率水稻核不育系選育中的應用。

本發明還提供了一種水稻花柱長度基因qSYL3的連鎖標記D30，所述連鎖標記D30的核苷酸序列如SEQ ID NO：1和SEQ ID NO：2所示。

本發明還提供了一種所述的連鎖標記D30在高異交結實率水稻核不育系選育中的應用。

本發明還提供了一種利用水稻花柱長度基因qSYL3和所述的連鎖標記D30選育高異交結實率水稻核不育系新品系的方法，包括如下步驟：

(1)以長花柱水稻材料為父本，以光溫敏核不育系水稻材料為母本雜交，得到F₁；

(2)以長花柱水稻材料為父本，以F₁為母本回交，得到BC₁F₁；