一种利用分子标记辅助选育大粒重类型水稻的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用分子标记辅助选育大粒重类型水稻的方法：将Lemont和扬稻4号杂交并构建分离群体，对分离群体内的单株利用D140A、D315、D456、D746、D1048等5个分子标记分别检测5个与粒重相关的QTL：qGW‑1LE、qGW‑3YD、qGW‑4YD、qGW‑7YD、qGW‑10YD。将标记D140A扩增出的与Lemont带型相同的分子标记基因型命名为A，将标记D315、D456、D746、D1048扩增出的与扬稻4号带型相同的分子标记基因型分别命名为B、C、D、E。根据育种需要选择聚合A、B、C、D、E五个分子标记基因型中不同数目的基因型的单株来获得不同粒重的水稻育种材料。本发明专利技术可大大提高针对粒重性状进行选择的育种效率。

【技术实现步骤摘要】
一种利用分子标记辅助选育大粒重类型水稻的方法
本专利技术涉及一种利用分子标记辅助选择来选择聚合不同的使水稻粒重增加的数量性状基因座位(QTL)，以选育不同的大粒重类型水稻的方法。
技术介绍
水稻是重要的口粮作物。我国从南到北均可种植水稻。水稻生产关乎国家粮食安全。提高水稻的谷粒重量(粒重)可以提高水稻产量，因此粒重是我国水稻育种界非常关注的一个水稻性状。我国水稻育种人员选育大粒重类型水稻的传统方法均是通过表型鉴定进行的，即在水稻成熟后对粒重进行选择。通过分子标记对水稻粒重相关基因进行选择可以在水稻苗期即对粒重进行选择，可以大大提高育种效率。水稻的粒重是一个数量性状，受多个数量性状基因座位(QTL)控制。目前，尽管水稻科研界已经定位出大量与水稻粒重相关的QTL，也有大量与水稻粒重QTL连锁的分子标记，但是这些定位在水稻不同染色体上的与粒重有关的QTL如何组合起来使用，采用哪些分子标记对不同的QTL进行有效的聚合？在此背景下，为了有效的提高育种效率，加快育种进程，本专利技术提出一种利用分子标记辅助选择来选择聚合5个使水稻粒重增加的QTL，以选育大粒重类型水稻的方法。本专利技术相比传统的表型选择方法可大大加快育种效率。例如，传统方法是在水稻成熟后对粒重进行选择，确定了候选单株之后，再利用候选单株在下一代进行杂交或作其他用途；而本专利技术公开的方法可在水稻苗期即通过分子标记确定候选单株，在当代即可进行杂交或作其他用途，大大提高了育种效率。
技术实现思路
本专利技术采用的是利用分子标记辅助选择来有选择性的聚合多个使水稻粒重增加的QTL，以选育大粒重类型水稻的方法。本专利技术主要解决了(a)聚合哪几个使粒重增加的QTL？(b)采用哪些分子标记进行选择？这两个问题。本专利技术提供了一种聚合qGW-1LE、qGW-3YD、qGW-4YD、qGW-7YD、qGW-10YD等5个使水稻粒重增加的QTL，并利用D140A、D315、D456、D746、D1048等5个分子标记分别对这5个QTL进行选择的方法。本专利技术有效的利用了D140A、D315、D456、D746、D1048等5个分子标记分别与qGW-1LE、qGW-3YD、qGW-4YD、qGW-7YD、qGW-10YD等5个QTL的连锁，并有效利用了D140A、D315、D456、D746、D1048等5个分子标记对这5个QTL的选择有效性，达到了准确聚合不同的粒重QTL，以达到选育大粒重类型水稻的目的。本专利技术包括以下步骤：(1)将水稻品种Lemont与水稻品种扬稻4号杂交并构建分离群体Fn(n≥2)；(2)用5个分子标记D140A、D315、D456、D746、D1048分别PCR扩增步骤(1)获得的分离群体内的不同单株的叶片DNA；(3)利用步骤(2)所述的5个分子标记分别检测步骤(1)描述的分离群体内的不同单株，追踪5个与水稻粒重有关的数量性状基因座位(QTL)；其中标记D140A定位于水稻第1染色体，用于追踪水稻第1染色体上与粒重有关的QTL：qGW-1LE；标记D315定位于水稻第3染色体，用于追踪水稻第3染色体上与粒重有关的QTL：qGW-3YD；标记D456定位于水稻第4染色体，用于追踪水稻第4染色体上与粒重有关的QTL：qGW-4YD；标记D746定位于水稻第7染色体，用于追踪水稻第7染色体上与粒重有关的QTL：qGW-7YD；标记D1048定位于水稻第10染色体，用于追踪水稻第10染色体上与粒重有关的QTL：qGW-10YD；将标记D140A扩增出的与Lemont带型相同的分子标记基因型命名为A，将标记D315扩增出的与扬稻4号带型相同的分子标记基因型命名为B，将标记D456扩增出的与扬稻4号带型相同的分子标记基因型命名为C，将标记D746扩增出的与扬稻4号带型相同的分子标记基因型命名为D，将标记D1048扩增出的与扬稻4号带型相同的分子标记基因型命名为E；(4)选择步骤(1)描述的分离群体内聚合步骤(3)描述的A、B、C、D、E全部5个基因型的单株以获得平均千粒重最大的水稻材料；选择步骤(1)描述的分离群体内聚合步骤(3)描述的A、B、C、D、E五个基因型中的任意4个基因型的单株以获得平均千粒重次之的水稻材料；选择步骤(1)描述的分离群体内聚合步骤(3)描述的A、B、C、D、E五个基因型中的任意3个基因型的单株以获得平均千粒重较聚合A、B、C、D、E五个基因型中的任意4个基因型的单株更轻的水稻材料；选择步骤(1)描述的分离群体内聚合步骤(3)描述的A、B、C、D、E五个基因型中的任意2个基因型的单株以获得平均千粒重较聚合A、B、C、D、E五个基因型中的任意3个基因型的单株更轻的水稻材料；选择步骤(1)描述的分离群体内携带步骤(3)描述的A、B、C、D、E五个基因型中的任意1个基因型的单株以获得平均千粒重较聚合A、B、C、D、E五个基因型中的任意2个基因型的单株更轻的水稻材料；(5)将聚合步骤(4)描述的不同数目的基因型的单株自交多代，以获得不同千粒重的水稻纯合材料。进一步地，所述步骤(1)中，将Lemont与扬稻4号进行杂交，可选择Lemont作为母本扬稻4号作为父本，也可以选择扬稻4号作为母本Lemont作为父本进行杂交。进一步地，所述步骤(2)中，利用5个分子标记D140A、D315、D456、D746、D1048PCR扩增检测的分离群体内的单株的数目，应根据育种实际需要确定；以F2群体为例，要想在步骤(4)筛选获得1株携带A、B、C、D、E全部五个基因型的单株，理论上应检测不少于1024个单株(计算方法为4×4×4×4×4＝1024)，又例如，要想在步骤(4)筛选获得1株携带A、B、C、D、E五个基因型中的任意4个基因型的单株，理论上应检测不少于256个单株(计算方法为4×4×4×4＝256)；当然，这只是理论上的推测，在实际检测过程中，应该根据需要确定检测的单株数目；总的来说，检测的单株数目越多，则获得步骤(4)描述的不同要求的单株的机会才越大。进一步地，所述步骤(3)中，分子标记基因型A的带型与利用标记D140A在Lemont上PCR扩增并通过8％浓度的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳法检测到的带型相同，但A并不是qGW-1LE的基因型，由于D140A与qGW-1LE基因连锁，可间接通过选择A的基因型来选择qGW-1LE的基因型；同理可根据D315与qGW-3YD连锁而通过间接选择B基因型来选择qGW-3YD的基因型；根据D456与qGW-4YD连锁而通过间接选择C基因型来选择qGW-4YD的基因型；根据D746与qGW-7YD连锁而通过间接选择D基因型来选择qGW-7YD的基因型；根据D1048与qGW-10YD连锁而通过间接选择E基因型来选择qGW-10YD的基因型。进一步地，所述步骤(4)中，聚合不同数目的基因型的单株的平均千粒重按从大到小排序为：聚合A、B、C、D、E全部5个基因型＞聚合A、B、C、D、E中的任意4个基因型＞聚合A、B、C、D、E中的任意3个基因型＞聚合A、B、C、D、E中的任意2个基因型＞聚合A、B、C、D、E中的任意1个基因型；需要指出的是，上述排序大小仅适用于种植在同一个环境条件下对同一Fn(n≥2且n为固定数值)世代内的分离群体的单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用分子标记辅助选育大粒重类型水稻的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将水稻品种Lemont与水稻品种扬稻4号杂交并构建分离群体Fn(n≥2)；(2)用5个分子标记D140A、D315、D456、D746、D1048分别PCR扩增步骤(1)获得的分离群体内的不同单株的叶片DNA；(3)利用步骤(2)所述的5个分子标记分别检测步骤(1)描述的分离群体内的不同单株，追踪5个与水稻粒重有关的数量性状基因座位(QTL)；其中标记D140A定位于水稻第1染色体，用于追踪水稻第1染色体上与粒重有关的QTL：qGW‑1LE；标记D315定位于水稻第3染色体，用于追踪水稻第3染色体上与粒重有关的QTL：qGW‑3YD；标记D456定位于水稻第4染色体，用于追踪水稻第4染色体上与粒重有关的QTL：qGW‑4YD；标记D746定位于水稻第7染色体，用于追踪水稻第7染色体上与粒重有关的QTL：qGW‑7YD；标记D1048定位于水稻第10染色体，用于追踪水稻第10染色体上与粒重有关的QTL：qGW‑10YD；将标记D140A通过PCR扩增并通过8％浓度的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测出的与Lemont带型相同的分子标记基因型命名为A，将标记D315通过PCR扩增并通过8％浓度的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测出的与扬稻4号带型相同的分子标记基因型命名为B，将标记D456通过PCR扩增并通过8％浓度的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测出的与扬稻4号带型相同的分子标记基因型命名为C，将标记D746通过PCR扩增并通过8％浓度的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测出的与扬稻4号带型相同的分子标记基因型命名为D，将标记D1048通过PCR扩增并通过8％浓度的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测出的与扬稻4号带型相同的分子标记基因型命名为E；(4)选择步骤(1)描述的分离群体内聚合步骤(3)描述的A、B、C、D、E全部5个基因型的单株以获得平均千粒重最大的水稻材料；选择步骤(1)描述的分离群体内聚合步骤(3)描述的A、B、C、D、E五个基因型中的任意4个基因型的单株以获得平均千粒重次之的水稻材料；选择步骤(1)描述的分离群体内聚合步骤(3)描述的A、B、C、D、E五个基因型中的任意3个基因型的单株以获得平均千粒重较聚合A、B、C、D、E五个基因型中的任意4个基因型的单株更轻的水稻材料；选择步骤(1)描述的分离群体内聚合步骤(3)描述的A、B、C、D、E五个基因型中的任意2个基因型的单株以获得平均千粒重较聚合A、B、C、D、E五个基因型中的任意3个基因型的单株更轻的水稻材料；选择步骤(1)描述的分离群体内携带步骤(3)描述的A、B、C、D、E五个基因型中的任意1个基因型的单株以获得平均千粒重较聚合A、B、C、D、E五个基因型中的任意2个基因型的单株更轻的水稻材料；(5)将聚合步骤(4)描述的不同数目的基因型的单株自交多代，以获得不同千粒重的水稻纯合材料。...

【技术特征摘要】
1.一种利用分子标记辅助选育大粒重类型水稻的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将水稻品种Lemont与水稻品种扬稻4号杂交并构建分离群体Fn(n≥2)；(2)用5个分子标记D140A、D315、D456、D746、D1048分别PCR扩增步骤(1)获得的分离群体内的不同单株的叶片DNA；(3)利用步骤(2)所述的5个分子标记分别检测步骤(1)描述的分离群体内的不同单株，追踪5个与水稻粒重有关的数量性状基因座位(QTL)；其中标记D140A定位于水稻第1染色体，用于追踪水稻第1染色体上与粒重有关的QTL：qGW-1LE；标记D315定位于水稻第3染色体，用于追踪水稻第3染色体上与粒重有关的QTL：qGW-3YD；标记D456定位于水稻第4染色体，用于追踪水稻第4染色体上与粒重有关的QTL：qGW-4YD；标记D746定位于水稻第7染色体，用于追踪水稻第7染色体上与粒重有关的QTL：qGW-7YD；标记D1048定位于水稻第10染色体，用于追踪水稻第10染色体上与粒重有关的QTL：qGW-10YD；将标记D140A通过PCR扩增并通过8％浓度的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测出的与Lemont带型相同的分子标记基因型命名为A，将标记D315通过PCR扩增并通过8％浓度的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测出的与扬稻4号带型相同的分子标记基因型命名为B，将标记D456通过PCR扩增并通过8％浓度的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测出的与扬稻4号带型相同的分子标记基因型命名为C，将标记D746通过PCR扩增并通过8％浓度的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测出的与扬稻4号带型相同的分子标记基因型命名为D，将标记D1048通过PCR扩增并通过8％浓度的变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测出的与扬稻4号带型相同的分子标记基因型命名为E；(4)选择步骤(1)描述的分离群体内聚合步骤(3)描述的A、B、C、D、E全部5个基因型的单株以获得平均千粒重最大的水稻材料；选择步骤(1)描述的分离群体内聚合步骤(3)描述的A、B、C、D、E五个基因型中的任意4个基因型的单株以获得平均千粒重次之的水稻材料；选择步骤(1)描述的分离群体内聚合步骤(3)描述的A、B、C、D、E五个基因型中的任意3个基因型的单株以获得平均千粒重较聚合A、B、C、D、E五个基因型中的任意4个基因型的单株更轻的水稻材料；选择步骤(1)描述的分离群体内聚合步骤(3)描述的A、B、C、D、E五个基因型中的任意2个基因型的单株以获得平均千粒重较聚合A、B、C、D、E五个基因型中的任意3个基因型的单株更轻的水稻材料；选择步骤(1)描述的分离群体内携带步骤(3)描述的A、B、C、D、E五个基因型中的任意1个基因型的单株以获得平均千粒重较聚合A、B、C、D、E五个基因型中的任意2个基因型的单株更轻的水稻材料；(5)将聚合步骤(4)描述的不同数目的基因型的单株自交多代，以获得不同千粒重的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾宇翔，季芝娟，杨长登，
申请(专利权)人：中国水稻研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33