專利名稱：：一種分子標記輔助選擇培育抗穗發芽雜交稻不育系的方法
技術領域：
：本發明屬于水稻分子育種領域，具體涉及一種借助分子標記輔助選擇培育抗穗發芽雜交稻不育系的方法。
背景技術：
：水稻是我國的主要糧食作物之一。發展水稻生產對保障食物安全，維護社會穩定，促進經濟增長均具有重大意義。穗發芽是關系稻米品質和稻種質量的重要農藝性狀。在我國南方稻區不育系繁殖、制種過程中，由于赤霉素的廣泛使用，加上收獲季節的高溫高濕，穗發芽率通常在20%~30%,最高可達60%~80%，嚴重影響雜交稻種子的質量。穗發芽與水稻休眠性密切相關，為數量性狀，受多種因素協同作用，在育種實踐中僅依賴表型鑒定篩選穗發芽抗性是困難的。而借助與穗發芽抗性緊密連鎖分子標記輔助選擇培育抗穗發芽保持系及不育系是解決雜交稻種子穗上發芽問題最經濟有效的途徑。近年來，較多研究者采用DNA分子標記對穗發芽和休眠性進行數量性狀位點定位(QTL)分析，在7jc稻的12條染色體上均檢測到與穗發芽和休眠性相關的數量性狀位點。但這些研究檢測到的數量性狀位點，對表型變異的解釋效應較小，難以用于進行分子標記輔助選擇。
發明內容本發明的目的是提供一種分子標記輔助選擇培育抗穗發芽雜交稻不育系的方法，該方法能快速有效地選擇抗穗發芽材料，減小育種規才莫，降低育種成本，高效快速地選育出抗穗發芽雜交稻不育系。本發明解決其技術問題，所采用的技術方案是一種分子標記輔助選擇培育抗穗發芽雜交稻不育系的方法，其步驟是A、保持系重點株系的選育以抗穗發芽品種為供體親本，以配合力高但易穗發芽的不育系的相應保持系為輪回親本進行雜交、回交和自交，同時每季也種植供體親本和輪回親本；在各分離世代選擇中，進行分子標記輔助選擇即用RM447、RM3754兩個微衛星標記引物對群體單林和親本的基因組DNA進行PCR擴增，對擴增產物進行聚丙烯酰胺凝膠電泳，選擇群體單林中電泳帶型與供體親本相同的單抹，再結合穗發芽鑒定和其它育種目標性狀的選擇，選擇出進行下一代回交或自交的單抹；回交2~3代再自交57代得到若干重點株系；B、不育系的選育將A步得到的重點林系與A步所述的配合力高但易穗發芽的不育系成對回交47代；在回交過程中，采用與A步相同的分子標記輔助選擇方法進行選擇；即培育出抗穗發芽雜交稻不育系。本發明的分子標記輔助選擇使用與穗發芽抗性緊密連鎖的SSR引物是通過以下方法發現的以美國光身稻Lemont為抗穗發芽基因的供體，以中國南方廣泛應用的不育系G46A的保持系G46B為輪回親本進行雜交、回交和自交，Fj直林與G46B回交2代并自交構建BC2F5群體，經多代穗發芽抗性鑒定獲得G46B的抗穗發芽基因導入系K81。以G46B和K81構建F2群體，測定親本及&單抹的穗發芽率，并用SSR標記引物進行PCR擴增，構建遺傳連鎖圖，采用復合區間作圖法在水稻第8染色體長臂末端檢測到主效QTL,對穗發芽表型變異的貢獻率達43.04%,命名為qPSR8。該區段共發掘到9個與穗發芽抗性緊密連鎖的SSR標記引物(RM3895,RM447,RM3754,RM6948,RM7631,RM6845,RM3120,RM3496，RM477)。其中與qPSR8最近的兩個標記為RM447和RM3754，遺傳距離分別為1.5cM和4cM。從而選出與穗發芽抗性基因距離最近的兩個標記引物RM447和RM3754作為選育過程中分子標記輔助選擇時使用的引物。與現有技術相比，本發明的有益效果是在選育過程中采用了與穗發芽抗性緊密連鎖的SSR引物RM447和RM3754進行分子標記輔助選擇，在5~6葉秧苗期即可釆集葉片，在不影響植抹正常生長情況下，即可在實驗室對穗發芽抗性基因進行直接檢測，不受環境條件影響，可在3~5天內獲得結果，檢測速度迅速，檢測準確性高，實驗證明其選擇準確性可達到80%以上。對于本代植抹，檢測出的不具抗性基因植株即可拔除；而進行下一代回交或自交的植林，其選擇準確性大大提高，所需種植的植抹群體大大減少，從而明顯降低育種規模，減少育種成本，使育種者能高效快速地選育出抗穗發芽雜交稻不育系。上述的穗發芽鑒定的具體做法為抽穗期至收獲期用透明塑料薄膜搭建頂棚，棚高23米，四周通風透氣；記錄抽穗期，所有材料于開花后35-40天收獲。每林距離穗子基部4~6厘米處隨機取3個穗子，立即浸入水中3~5小時，倒掉大部分水，每個三角瓶僅留l厘米深的水，瓶口用塑料薄膜覆蓋，置于20。C環境中，7天后種子胚根突破種皮即算作發芽，即得到發芽率。抽穗期至收獲期，植抹生長于棚內，方便人工控制其環境濕度及土壤水分，避免氣候變化對植抹穗發芽特性的影響；取整穗發芽更能反映植株本身的穗發芽特性。這樣，鑒定出的植林穗發芽特性更準確有效，進一步提高了育種選擇的效率。下面結合具體的實施方式對本發明作進一步的詳細說明。具體實施方式實施例一種分子標記輔助選擇培育抗穗發芽雜交稻不育系的方法，其步驟是A、保持系重點抹系的選育以抗穗發芽品種美國光身稻Lemont為抗穗發芽基因的供體親本，以中國南方秈稻區廣泛使用的不育系G46A的保持系G46B為輪回親本進行雜交、回交和自交，同時每季也種植供體親本和輪回親本。在各分離世代選擇中，進行分子標記輔助選擇即用RM447、RM3754兩個微衛星標記引物(SSR)對群體單林和親本的基因組DNA進行PCR擴增，對擴增產物進行聚丙烯酰胺凝膠電泳，選擇群體單抹中電泳帶型與供體親本相同的單抹，再結合穗發芽抗性鑒定和其它育種目標性狀的選擇，選擇出進行下一代回交或自交的單林；回交3代再自交5代得到30個重點抹系。其它育種目標性狀是指根據育種要求而需要選擇的性狀，如產量性狀、品質性狀、抗病蟲害性狀，其選擇與鑒別的方法均為現有^l支術。保持系重點抹系的個數通常為10100個，如抗穗發芽特性與其它育種目標性狀已較多的集中在少數抹系上則可選擇較少的重點抹系，否則應選擇較多的重點林系。本例各分離世代的性狀選擇時，穗發芽鑒定的具體做法為抽穗期至收獲期用透明塑料薄膜^^建頂棚，棚高2米，四周通風透氣；記錄抽穗期，所有材料于開花后3540天收獲。每抹距離穗子基部5厘米處隨機取3個穗子，立即浸入水中4小時，倒掉大部分水，每個三角瓶僅留1厘米深的水，瓶口用塑料薄膜覆蓋，置于2(TC環境中，7天后種子胚根突破種皮即算作發芽，即得到發芽率。發芽率的具體公式為穗發芽率(％)-發芽種子數Z供試種子數xlOO。B、不育系的選育將A步得到的30個重點抹系與不育系G46A成對回交5代；在回交過程中，采用與A步相同的分子標記輔助選擇方法進行選擇；即培育出優質、高配合力的抗穗發芽雜交稻不育系K1A和K2A。在該過程中，還可同時種植供體親本(美國光身稻Lemont)及輪回親本(G46B);這樣在選擇時，能夠以供體親本及輪回親本作為對照，消除不同世代的種植環境及氣候變化對穗發芽抗性的影響，從而更好地進行性狀選擇和鑒別。本例育成的抗穗發芽不育系K1A和K2A,保持了G46A的產量配合力水平。以其為母本，以現有各種優良恢復系為父本，可育成各種優質、抗病、抗穗發芽雜交種供生產使用。如申請人已利用大面積生產應用的成恢177、成恢727、蜀恢527、綿恢725等恢復系為父本，育成了多個雜交組合，這些雜交組合的結實率為80.27%-85.9%，平均為82.63%。本發明在實施時，保持系重點植抹選育過程中，回交的代數可以為2~3代，自交的代數可以是5~7代，其具體的代數以與田間農藝性狀穩定一致為準。本發明所使用的供體親本，除了可以是美國光身稻Lemont，還可以是IR64、IR13427、IR1529、博IIB等各種具有抗穗發芽特性的水稻品種。輪回親本也可以是現有的各種配合力高但易穗發芽的不育系的保持系，如II-32B、803B等。本發明使用的SSR標記引物RM447、RM3754的序列見下表RM447、RM3754序列表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權利要求1、一種分子標記輔助選擇培育抗穗發芽雜交稻不育系的方法，其步驟是A、保持系重點株系的選育以抗穗發芽品種為供體親本，以配合力高但易穗發芽的不育系的相應保持系為輪回親本進行雜交、回交和自交，同時每季也種植供體親本和輪回親本；在各分離世代選擇中，進行分子標記輔助選擇即用RM447、RM3754兩個微衛星標記引物對群體單株和親本的基因組DNA進行PCR擴增，對擴增產物進行聚丙烯酰胺凝膠電泳，選擇群體單株中電泳帶型與供體親本相同的單株，再結合穗發芽抗性鑒定和其它育種目標性狀的選擇，選擇出進行下一代回交或自交的單株；回交2～3代再自交5～7代得到若干重點株系；B、不育系的選育將A步得到的重點株系與A步所述的配合力高但易穗發芽的不育系成對回交4～7代；在回交過程中，采用與A步相同的分子標記輔助選擇方法進行選擇；即培育出抗穗發芽雜交稻不育系。2、如權利要求1所述的一種分子標記輔助選擇培育抗穗發芽雜交稻不育系的方法，其特征在于，所述的穗發芽鑒定的具體^L法為抽穗期至收獲期用透明塑料薄膜搭建頂棚，棚高2~3米，四周通風透氣；記錄抽穗期，所有材料于開花后35~40天收獲。每抹距離穗子基部4~6厘米處隨機取3個穗子，立即浸入水中3~5小時，倒掉大部分水，每個三角瓶僅留1厘米深的水，瓶口用塑料薄膜覆蓋，置于2(TC環境中，7天后種子胚根突破種皮即算作發芽，即得到發芽率。全文摘要一種分子標記輔助選擇培育抗穗發芽雜交稻不育系的方法，其步驟是A.以抗穗發芽品種為供體親本，以配合力高但易穗發芽的不育系的相應保持系為輪回親本進行雜交、回交和自交，同時每季也種植供體親本和輪回親本；在各分離世代選擇中，用RM447、RM3754兩個微衛星標記引物進行分子標記輔助選擇，回交2～3代再自交5～7代得到若干重點株系；B.將A步得到的重點株系與A步所述的配合力高但易穗發芽的不育系成對回交4～7代；回交過程中，采用與A步相同的分子標記輔助選擇方法進行選擇；即培育出抗穗發芽雜交稻不育系。該方法能快速有效地選擇抗穗發芽材料，減小育種規模，降低育種成本，高效快速地選育出抗穗發芽雜交稻不育系。文檔編號A01H1/02GK101176425SQ20071005062公開日2008年5月14日申請日期2007年11月27日優先權日2007年11月27日發明者任光俊,任明鑫,劉光春,劉小平,軍唐,李治華,陸賢軍,高方遠申請人:四川省農業科學院作物研究所