一种水稻抗旱基因的分子标记及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种水稻抗旱基因Nced的CAPs分子标记及其应用，涉及水稻抗旱分子设计育种和分子遗传学领域。本发明专利技术的分子标记引物序列为：正向引物序列CACACCCCAAGAAGGACCC，反向引物序列AATCACCAGAGCCGACGAGA。借助该标记可以有效筛选带有陆稻生态型分化基因(T型Nced)的个体，有针对性的选择该抗旱等位基因，快速有效的选育抗旱稻作新品种。

【技术实现步骤摘要】
一种水稻抗旱基因的分子标记及其应用
本专利技术涉及一个水稻抗旱功能基因的分子标记，属于水稻抗旱分子设计育种和分子遗传学领域，具体涉及一种水稻抗旱基因的分子标记及其应用。
技术介绍
植物抗旱包括形态学和生理生化的变化，是一个相当复杂的过程。从生理机制来看，植物抵御干旱胁迫存在逃旱性、避旱性、耐旱性和复原抗旱性等机制，它们通常以一种抗旱机制为主，多种抗旱机制共同作用，最终达到抵御干旱的目的。植物抗旱性主要是植物为了适应干旱的自然环境，通过长期自然选择及遗传变异，形成一套特异适应干旱环境的生理机制。水稻可以通过建立发达根系以躲避干旱土壤层。大量研究表明，水稻品种间根系生长的差异往往是其抗旱性差异的重要原因之一。DRO1受到生长素负向调控，并且影响了根尖部位的细胞伸长，从而导致根系的不对称生长和对重力响应的向下弯曲，使其生长方向更为竖直，改变根系构型，从而提高水稻避旱能力(Ugaetal.,2013)；OsDSR-1编码一个钙结合蛋白，是水稻中一个参与孕穗期和抽穗期干旱胁迫应答的基因，同时OsDSR-1是ABA抑制侧根生长的正调控因子，研究还发现OsDSR-1可能是信号传导途径中的一个Ca2+感受子，可参与调控高钾条件下侧根的发育(Yinetal.,2011)；OsNAC9和OsNAC10编码一个NAC(NAM,ATAFandCUC)转录因子，在水稻根部的特异表达，正向调节水稻根系的生长发育，增强了抗旱能力，进而提高了干旱条件下的水稻产量(Jeongetal.,2010；Redillasetal.,2012)；OsiSAP8是一个SAP胁迫相关蛋白家族成员，编码一个具有A20和AN1型锌指结构域的蛋白，可能在各种胁迫响应早期的信号传导中发挥功能，在烟草和水稻中过量表达OsiSAP8都能提高植株对盐、干旱和冷胁迫的耐受性，在胁迫条件下和胁迫恢复中，转基因植株的叶绿素保持、发芽率、植株鲜重、根和地上部伸长以及叶片发育都明显好于对照植株(KannegantiandGupta,2008)。因此，根系发展与改善被认为是提高水稻抗旱能力最重要途径之一。由于9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(9-cis-epoxycarotenoiddioxygenase,Nced)是脱落酸(abscisicacid,ABA)合成途径中关键限速酶基因，该基因可以调控ABA在植株体内分布及水平，进而调控旱地条件下根系发育等性状，提高植物的陆生适应性，在改良常规稻抗旱育种中具有重要的应用价值。目前，应对作物(特别是水稻)的抗旱问题，通过转基因途径过表达一些转录因子、蛋白激酶等基因，可以达到相应的抗旱目的，但商业化应用尚需要较长的时间，而利用抗旱相关基因的分子标记辅助选择育种，有针对性的鉴定抗旱相关基因，能快速有效的选育抗旱稻作新品种。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了具有陆稻生态型分化SNP位点(Nced基因)检测的酶切扩增多态性序列(CleavedAmplifiedPolymorphicSequences,CAPS)标记，借助该标记可以有效筛选带有陆稻生态型分化(T型)Nced等位基因的个体，用于抗旱水稻新品种的培育。本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种水稻抗旱基因的分子标记引物，其序列为：正向引物序列(NCED-SNP-F)：CACACCCCAAGAAGGACCC反向引物序列(NCED-SNP-R)：AATCACCAGAGCCGACGAGA所述水稻抗旱基因的分子标记方法，包括以下步骤：(1)提取待测水稻的基因组DNA；(2)用分子标记引物NCED-SNP-F/R对水稻基因组DNA进行PCR扩增；(3)以PCR扩增待测植株DNA，得到一条大小为657bp的片段，经VspI酶切后，若得到两条大小分别为200bp和457bp的片段，则表明样品基因组中存在陆稻T型抗旱基因Nced，若酶切后只有一条657bp的带型，则表明水稻样品基因中没有陆稻型(T型)抗旱等位基因Nced。本专利技术还提供一种水稻抗旱基因的分子标记在抗旱水稻新品种的培育中的应用。本专利技术的有益效果：本专利技术开发到的CAPs分子标记是可以对陆稻T型抗旱基因(Nced)进行基因型鉴定的共显性分子标记，与现有技术相比具有以下优点和效果：(1)通过给基因标记的筛选，可以筛选具有陆稻(T型)生态型Nced及抗旱性提高的育种材料。(2)本专利技术的分子标记可以用于育种群体的基因型选择，有效地鉴别带有T型Nced基因的个体，加快育种进程。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1:分子标记聚丙烯酰胺凝胶电泳图M：DNAladder；1-45：分子标记辅助选择育种中间群体不同单株Nced基因型；A：C型Nced；B：T型Nced；H：杂合型Nced。图2：抗旱育种表型分析A：籽粒表型分析；B：旱田不同基因型越光根系表型分析1,2：水田越光(C型)；3,4：旱田越光(C型)；5,6：旱田越光(T型)；7,8：旱田IRAT104(T型)；箭头代表瘪粒。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：1设计开发水稻抗旱基因Nced的CAPs分子标记引物，其序列为：正向引物序列(NCED-SNP-F)：CACACCCCAAGAAGGACCC反向引物序列(NCED-SNP-R)：AATCACCAGAGCCGACGAGA2利用本专利技术提供的水稻抗旱基因Nced的CAPs分子标记，培育抗旱水稻新品系(种)，包括以下步骤：(1)以陆稻IRAT104为父本，以栽培稻越光为母本，进行杂交，回交，得到不同世代分离群体；(2)提取上述分离群体单个植株的基因组DNA，以其为模板，用引物NCED-SNP-F/R进行扩增，得到一条大小为657bp的片段；(3)利用VspI酶切PCR产物，通过8％的非变性聚丙烯酰氨凝胶电泳分离片段，再用硝酸银染色，参考双亲的扩增酶切条带，对每代育种材料的基因型进行鉴别。实验结果：在电泳分离、银染后，得到3种基因型带型，分别为陆稻生态型(T型Nced)，包含200bp和457bp两个条带，这些单株则在性状上表现出较强的抗旱性；另两种分别为水稻型(C型Nced)的一条657bp带型和具有上述三条带的杂合带型。结合基因型鉴定结果和田间综合表现，筛选获得抗旱型越光，暂命名为T-越光(图1)。野生型越光(C-越光)与培育的抗旱型越光稻(T-越光)的性能对比实验：1、在水田及旱地上按照随机区组设计对C-越光、T-越光进行田间试验。2、结果分析表型鉴定发现，水田条件下，对照C-越光和T-越光结实率均表现正常，产量相当；旱地条件下，对照C-越光结实率不正常(58％)，而T-越光结实率正常(87％)，并且T-越光产量(亩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水稻抗旱基因Nced的CAPs分子标记，其特征在于，所述分子标记引物的序列为：正向引物序列(NCED‑SNP‑F)：CACACCCCAAGAAGGACCC反向引物序列(NCED‑SNP‑R)：AATCACCAGAGCCGACGAGA。

【技术特征摘要】
1.一种水稻抗旱基因Nced的CAPs分子标记，其特征在于，所述分子标记引物的序列为：正向引物序列(NCED-SNP-F)：CACACCCCAAGAAGGACCC反向引物序列(NCED-SNP-R)：AATCACCAGAGCCGACGAGA。2.如权利要求1所述的水稻抗旱基因Nced的CAPs分子标记，其特征在于，该分子标记的利用包括以下步骤：(1)提取待测水稻的基因组DNA；(2)用引物NCED-SNP-F/R对水稻基因组DNA进行PC...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立钰，张石来，张静，黄光福，胡凤益，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：云南,53