一种鉴定水稻育性恢复基因Rf4单倍型的SNP分子标记及其在恢复水稻育性中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种鉴定水稻育性恢复基因Rf4单倍型的SNP分子标记及其在恢复水稻育性中的应用。本发明专利技术发现了水稻野败型细胞质雄性不育育性恢复基因Rf4存在拷贝数变异和序列碱基变异，共存在7种等位基因型序列，8种单倍型，其中包括5种单拷贝单倍型：rf4j，rf4i，rf4aus，Rf4a

【技术实现步骤摘要】
一种鉴定水稻育性恢复基因Rf4单倍型的SNP分子标记及其在恢复水稻育性中的应用


[0001]本专利技术涉及作物分子遗传育种
，具体地，涉及一种鉴定水稻育性恢复基因Rf4单倍型的SNP分子标记及其在恢复水稻育性中的应用。

技术介绍

[0002]水稻(Oryza sativa)是世界超半数人口的主粮作物，为全球粮食安全做出了突出贡献。水稻细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)和育性恢复(fertility restorer,Rf)种质的发现和应用，是实现“三系”杂交稻生产的核心遗传材料，成为作物杂种优势利用的典范，并大幅提高了水稻产量。“三系”杂交稻利用的CMS/Rf育性控制遗传系统类型主要有三类：野败型(Wild Abortive,CMS
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WA/Rf3Rf4)，包台型(BoroⅡ,CMS
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BT/Rf1aRf1b)和红莲型(Hong
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Lian,CMS
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HL/Rf5Rf6)，其中90％的“三系”杂交稻采用基于CMS
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WA/Rf3Rf4育性控制遗传系统。
[0003]CMS
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WA/Rf3Rf4育性控制遗传系统由位于线粒体基因组的不育基因WA352和位于核基因组的主效恢复基因Rf3与Rf4构成。Rf4已被克隆(Tang等,The rice restorer Rf4 for Wild abortive cytoplasmic male sterility encodes a mitochondrial
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localized PPR protein that functions in reduction of WA352 transcripts.Molecular Plant,2014,7:1497
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1500.)，它编码一个含有782个氨基酸的PPR(pentatricopeptide repeat)蛋白，Rf4蛋白通过降解WA352的mRNA而行使恢复育性的功能。已报道Rf4存在多个等位基因，其中包括恢复系的显性(功能型)Rf4，籼稻不育系或保持系的隐性(非功能型)rf4i和粳稻的隐性rf4j三大类型(Tang等,The rice restorer Rf4 for Wild abortive cytoplasmic male sterility encodes a mitochondrial
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localized PPR protein that functions in reduction of WA352 transcripts.Molecular Plant,2014,7:1497
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1500.)。近年来，分子标记辅助选择育种已得到广泛的推广和应用。已报道用于辅助选择育种的Rf4分子标记都是与Rf4有一定遗传距离的连锁标记，只能判别显性Rf4和隐性rf4等位基因型，不能鉴别不同的显性Rf4单倍型的种质材料，不利于高效选育强恢复系。目前，尚无位于Rf4基因座位内及基因编码区内并能鉴别不同的显性Rf4单倍型的有效分子标记的报道。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术的上述不足，发现了细胞质雄性不育水稻的育性恢复基因Rf4是由a和b两个子座位构成的复合座位，存在拷贝数变异和序列碱基变异，共存在7种等位基因型序列，本专利技术基于这些等位基因型序列及其单碱基多态性(SNP)变异，开发了一套差异的PCR特异扩增分子标记，提供一种鉴定水稻育性恢复基因Rf4单倍型的SNP分子标记及其在恢复水稻育性中的应用。
[0005]本专利技术的第一个目的是提供检测水稻基因组中SNP位点的试剂的应用。
[0006]本专利技术的第二个目的是提供一种鉴别或辅助鉴别水稻品种、检测任意两个水稻的相似性和/或鉴定水稻育性的成套PCR试剂。
[0007]本专利技术的第三个目的是提供含有所述的PCR试剂的试剂盒。
[0008]本专利技术的第四个目的是提供所述的试剂盒在鉴别或辅助鉴别水稻品种、检测任意两个水稻的相似性和/或鉴定水稻育性中的应用。
[0009]本专利技术的第五个目的是提供一种提高水稻野败型细胞质雄性不育育性恢复能力的方法。
[0010]本专利技术的第六个目的是提供一种构建对野败型细胞质雄性不育具有高育性恢复能力水稻的方法。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术是通过以下方案予以实现的：
[0012]检测水稻基因组中SNP位点的试剂在如下任何一种中的应用：
[0013]鉴别或辅助鉴别水稻品种；
[0014]检测任意两个水稻的相似性；
[0015]鉴定水稻育性；
[0016]所述SNP位点如下：
[0017]所述SNP位点1位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058519位碱基，为T或A；
[0018]所述SNP位点2位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058518位碱基，为G或C；
[0019]所述SNP位点3位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058193位碱基，为A或T；
[0020]所述SNP位点4位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058190位碱基，为C或T；
[0021]所述SNP位点5位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058560位碱基，为A或T；
[0022]所述SNP位点6位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058559位碱基，为T或C；
[0023]所述SNP位点7位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058745位碱基，为T或A；
[0024]所述SNP位点8位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058435位碱基，为A或G；
[0025]所述SNP位点9位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058942位碱基，为A或G；
[0026]所述SNP位点10位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058935位碱基，为G或T；
[0027]所述SNP位点11位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058931位碱基，为G或A；
[0028]所述SNP位点12位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058924位碱基，为T或C；
[0029]所述SNP位点13位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21059126位碱基，为A或C；
[0030]所述SNP位点14位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058070位碱基，为C或T；
[0031]所述SNP位点15位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第20978195位碱基，为A或G；
[0032]所述SNP位点16位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第20977909位碱基，为A或G；
[0033]所述SNP位点17位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第2097本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.检测水稻基因组中SNP位点的试剂在如下任何一种中的应用：鉴别或辅助鉴别水稻品种；检测任意两个水稻的相似性；鉴定水稻育性；所述SNP位点如下：所述SNP位点1位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058519位碱基，为T或A；所述SNP位点2位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058518位碱基，为G或C；所述SNP位点3位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058193位碱基，为A或T；所述SNP位点4位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058190位碱基，为C或T；所述SNP位点5位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058560位碱基，为A或T；所述SNP位点6位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058559位碱基，为T或C；所述SNP位点7位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058745位碱基，为T或A；所述SNP位点8位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058435位碱基，为A或G；所述SNP位点9位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058942位碱基，为A或G；所述SNP位点10位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058935位碱基，为G或T；所述SNP位点11位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058931位碱基，为G或A；所述SNP位点12位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058924位碱基，为T或C；所述SNP位点13位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21059126位碱基，为A或C；所述SNP位点14位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21058070位碱基，为C或T；所述SNP位点15位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第20978195位碱基，为A或G；所述SNP位点16位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第20977909位碱基，为A或G；所述SNP位点17位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第20977907位碱基，为T或G；所述SNP位点18～23位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21055894～21055889位碱基，为GGAATA或TCGCAC；所述SNP位点24～26位于Rf4基因所在的水稻第10染色体的第21055647～21055645位碱基，为TGT或CGC。所述Rf4基因所在的水稻第10染色体在GenBank上的编号为CP018166.1。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述检测水稻基因组中的SNP位点的试剂包含核苷酸序列如SEQ ID NO：8～23所示的引物组合的任意一条或几条的组合。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，权利要求1中所述SNP位点1的碱基为T，SNP位点2的碱基为G，SNP位点3的碱基为A且SNP位点4的碱基为C，则水稻的细胞质雄性不育恢复基因Rf4座位为rf4j单拷贝单倍型，水稻品种即为9522、IRGC 125981、IRGC 128077、IRGC 128086、IRGC 128314、IRGC 128360、IRGC 128467、IRGC 131964、IRGC 131968、IRGC 132274、IRGC132278、IRGC 132307、IRGC 132339、IRGC 132345、中花11、台中65、日本晴和秀水中的一种或几种；所述SNP位点5的碱基为A且SNP位点6的碱基为T，则Rf4座位为rf4i单拷贝单倍型，水稻品种即为1209A、843A、9311、D62A、D62B、E农13、F32A、F32B、F59A、F59B、IR64、IRGC 125858、IRGC 126249、IRGC 127056、IRGC 127268、IRGC 127698、IRGC 127725、IRGC 128041、IRGC 128335、IRGC132315、IRGC 132364、R211、R286、中恢7259、中恢7265、冈46A、冈46B、华A、华
B、双桂A、宜香1A、宜香1B、川农1B、川农3A、川农3B、巨2A、广恢128、广泰A、昌恢121、昌农1A、桂华占、沪旱1A、沪旱1B、沪旱7A、沪旱7B、泰丰A、珍汕97A、珍汕97B、蓉7A、蜀6A、蜀8B、蜀9A、西农1A、西农1B、西大2A、西大2B、西大5A、西大5B、赣香73A、赣香73B、赣香A、赣香B、金23A、金23B、长粳1B和靓占中的一种或几种；所述SNP位点7的碱基为T且SNP位点8的碱基为A，则Rf4座位为rf4aus单拷贝单倍型，水稻品种即为Albania、CISOKAN、IRGC 128344、IRGC 128317、八香和杂草稻13中的一种或几种；所述SNP位点14的碱基为C，SNP位点15的碱基为A，SNP位点16的碱基为A且SNP位点17的碱基为T，则Rf4座位为Rf4a
I
单拷贝单倍型，水稻品种即为Jalmagna和/或广恢102；所述SNP位点14的碱基为C，SNP位点18～23的碱基为GGAATA且SNP位点24～26的碱基为TGT，则Rf4座位为Rf4b
M
单拷贝单倍型，水稻品种即为绵恢725和/或R60；所述SNP位点14的碱基为C，SNP位点15的碱基为A，且SNP位点16的碱基为A，且SNP位点17的碱基为T；SNP位点18～23的碱基为GGAATA，SNP位点24～26的碱基为TGT，则Rf4座位为Rf4a
M
‑
Rf4b
M
双拷贝单倍型，水稻品种即为CDR22、IR30、IRGC 117425、IRGC 127105、IRGC 127340、IRGC128109、R88、中恢7203、中恢7248、乐恢188、宜恢3551、旱恢3、昌恢851、昌恢881、明恢63、明恢86、测64、苏恢5、蜀恢498、蜀...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈乐天，赵哲，刘耀光，丁智，黄晶晶，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：