【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水稻育种，尤其涉及一种快速选育特早熟水稻新品种的方法。
技术介绍
1、水稻(oryza sativa l.)是重要的粮食作物，水稻育种工作快速高效进行是促进水稻产业发展保障粮食安全的关键。前人已分别在光周期、生长调节剂、温湿度等方面探究水稻快速育种技术，并且在一定程度上成功缩短了水稻生育期。但在自然条件下一年两代的繁殖速度远不能满足水稻育种的需求，因此迫切需要利用智能育种工厂、高通量测序和基因工程等技术的协同攻关，来实现特早熟水稻(比对照主栽品种早熟5-8天)新品种的选育。
2、水稻是典型的短日照植物，在短日照条件下，水稻的生长发育速度会加快。光周期途径是调控水稻开花的关键途径，缩短日照时间可以促进幼穗分化和缩短营养生长期，进而促进水稻开花。抽穗期是水稻重要的农艺性状，决定水稻品种对栽培季节和地域的适应性，与产量密切相关。水稻的抽穗期受到光温等自然条件和遗传因素的共同影响。
3、已有研究表明，dth7、dth8和ghd7基因是调控水稻抽穗期的主效基因，其均在长日照条件下延迟水稻抽穗，在短日照条件下促进水稻抽穗，并且，在短日照条件下，携带所有三个功能基因座的品种比失去三个基因座的品种开花晚。然而，目前尚未有研究揭示这三个基因与特早熟水稻之间的关联。当将dth7、dth8和ghd7基因应用于特早熟水稻新品种的选育中时，由于在不同地区的材料中存在大量不同的等位基因，而不同的等位基因对于加速水稻成熟的作用效果不同，因而难以通过对dth7、dth8和ghd7基因的分析，大幅缩小可能的特早熟水稻品种筛选
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，即难以通过对dth7、dth8和ghd7的分析大幅缩小可能的特早熟水稻品种筛选范围，本专利技术提供了一种快速选育特早熟水稻新品种的方法。采用该方法，能够较为准确地筛选出可能的特早熟水稻品种，大大缩小后续复筛的范围，并有效加快特早熟水稻品种的选育过程，缩短选育周期。
2、本专利技术的具体技术方案为：
3、一种快速选育特早熟水稻新品种的方法，包括以下步骤：
4、(1)从待测水稻群体中提取dna，获得dna提取物；
5、(2)采用带有搭桥序列的hi-tom引物组i，对dna提取物中的dth7、dth8和ghd7基因进行第一轮pcr扩增；
6、(3)采用带有搭桥序列和条形码(barcoe)的hi-tom引物组ii，以及带有index和测序接头序列的hi-tom引物组iii，对第一轮pcr扩增的产物进行第二轮pcr扩增，而后对第二轮pcr扩增产物进行测序；
7、(4)采用hi-tom对测序结果进行分析，确定待测水稻群体中每株水稻内dth7-8bpdeletion9929、dth8-1bp deletion323和ghd7-g/t157基因的存在情况，据此筛选出可能的特早熟水稻品种。
8、dth7-8bp deletion9929即dth7基因的第9929～9936位8bp碱基缺失(如图1a所示)，dth8-1bp deletion323即dth8基因的第323位1bp碱基缺失(如图1b所示)，ghd7-g/t157即ghd7基因的第157位碱基g突变为t(如图1c所示)。本专利技术团队发现，在dth7、dth8和ghd7基因所存在的大量等位基因中，上述等位基因对加速水稻成熟具有较大的贡献，存在这些等位基因的水稻是特早熟水稻品种的概率较高。基于此，本专利技术根据上述等位基因，对特早熟水稻品种进行初筛，具有较高的准确性，能够在较大程度上缩小后续的复筛范围，简化复筛过程。
9、此外，本专利技术采用hi-tom工具进行分析，并配合特定的三个引物组对水稻dna提取物进行两轮扩增，能够对dth7、dth8和ghd7三个基因位点进行精准追踪和高通量鉴定，这能够填补传统育种周期长、效率低、难以鉴别基因型的问题，提高特早熟水稻新品种育种选育过程中目标基因的筛选和鉴定效率，为基因聚合和品种改良缩短选育周期。
10、作为优选，步骤(1)中，所述待测水稻群体通过以下方法获得：将早熟水稻品种与主栽推广品种核心亲本配组分离世代水稻作为筛选材料；在智能育种工厂中，对筛选材料进行栽培，再对获得的杂交后代群体进行种植，获得待测水稻群体。
11、智能育种工厂目前已被用于多种农作物的栽培。水稻新品种的选育周期长，南繁即使一年两代的种植对于水稻的育种进程来说都是缓慢的，而本专利技术通过将智能育种工厂应用于水稻育种中，可以模拟大自然环境，使水稻的生长免受气候及区域的限制，缩短水稻的基本营养生长时间，使其快速进入生殖生长阶段，在室内进行全生育期的加代快繁，改变目前包括南繁在内的一年只能繁殖两代的育种现状。在智能育种工厂里能实现从种子到种子，每年可实现3～4代的快速繁殖，缩短育种周期，加快育种进程。
12、作为优选，所述智能育种工厂中的水稻栽培条件如下：自播种开始，前19～22天采用长日照处理方法，之后至成熟采用短日照处理方法。
13、进一步地，所述长日照处理方法具体如下：每日光照处理11～13h，期间控制温度为30～35℃，湿度为68～72％；其余时间为暗处理，控制温度为26～28℃，湿度为58～62％。
14、进一步地，所述短日照处理方法具体如下：每日光照处理7～9h，期间控制温度为29～32℃，湿度为58～62％；其余时间为暗处理，控制温度为25～27℃，湿度为48～52％。
15、作为优选，步骤(2)中，所述hi-tom引物组包括如seq id no:7～12所示的六条引物。
16、相较于普通pcr引物而言，用于hi-tom分析的hi-tom引物组需要满足以下要求：一般引物序列为16-20nt；靶点需在离左引物或者右引物的10-100bp范围内；所扩目标片段长度在100-300bp以内；多片段同时扩增时，尽量选择目标片段大小相近的引物进行扩增；正向引物5’端加搭桥序列5’-ggagtgagtacggtgtgc-3'，反向引物5’端加搭桥序列5’-gagtggatgctggatgg-3'。本专利技术所采用的如seq id no:7～12所示的六条引物能够特异性扩增水稻中的dth7、dth8和ghd7基因，并且能够较好地配合hi-tom分析。
17、作为优选，步骤(3)中，所述hi-tom引物组ii包括如seq id no:13～32所示的20条引物；所述hi-tom引物组iii包括如seq id no:33～34所示的2条引物。
18、作为优选，步骤(4)中，当水稻内存在dth7-8bp deletion9929、dth8-1bpdeletion323和ghd7-g/t157基因中的至少一个时，鉴定为可能的特早熟水稻品种。
19、作为优选，步骤(4)的具体过程包括以下步骤：采用hi-tom，首先根据测序结果中的条形码信息对数据进行拆分，得到待测水稻群体中每株水稻的序列；再利用两轮pcr扩增中所用的引物信息，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种快速选育特早熟水稻新品种的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述待测水稻群体通过以下方法获得：将早熟水稻品种与主栽推广品种核心亲本配组分离世代水稻作为筛选材料；在智能育种工厂中，对筛选材料进行栽培，再对获得的杂交后代群体进行种植，获得待测水稻群体。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述智能育种工厂中的水稻栽培条件如下：自播种开始，前19~22天采用长日照处理方法，之后至成熟采用短日照处理方法。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述长日照处理方法具体如下：每日光照处理11~13 h，期间控制温度为30~35℃，湿度为68~72%；其余时间为暗处理，控制温度为26~28℃，湿度为58~62%。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述短日照处理方法具体如下：每日光照处理7~9 h，期间控制温度为29~32℃，湿度为58~62%；其余时间为暗处理，控制温度为25~27℃，湿度为48~52%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述HI-TOM引物组II包括如SEQ ID NO:13~32所示的20条引物；所述HI-TOM引物组III包括如SEQ ID NO:33~34所示的2条引物。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中，当水稻内存在DTH7-8bpdeletion9929、DTH8-1bp deletion323和GHD7-G/T157基因中的至少一个时，鉴定为可能的特早熟水稻品种。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）的具体过程包括以下步骤：采用Hi-TOM，首先根据测序结果中的条形码信息对数据进行拆分，得到待测水稻群体中每株水稻的序列；再利用两轮PCR扩增中所用的引物信息，对每株水稻中每个引物的数据进行提取，获得DTH7、DTH8和GHD7基因区域的基因型信息，而后根据这些基因区域DTH7-8bpdeletion9929、DTH8-1bp deletion323和GHD7-G/T157基因的存在情况，筛选出可能的特早熟水稻品种。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（4）之后，对筛选得到的可能的特早熟水稻品种进行田间种植，考察其表型，进一步筛选出特早熟水稻品种。
...【技术特征摘要】
1.一种快速选育特早熟水稻新品种的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述待测水稻群体通过以下方法获得：将早熟水稻品种与主栽推广品种核心亲本配组分离世代水稻作为筛选材料；在智能育种工厂中，对筛选材料进行栽培，再对获得的杂交后代群体进行种植，获得待测水稻群体。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述智能育种工厂中的水稻栽培条件如下：自播种开始，前19~22天采用长日照处理方法，之后至成熟采用短日照处理方法。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述长日照处理方法具体如下：每日光照处理11~13 h，期间控制温度为30~35℃，湿度为68~72%；其余时间为暗处理，控制温度为26~28℃，湿度为58~62%。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述短日照处理方法具体如下：每日光照处理7~9 h，期间控制温度为29~32℃，湿度为58~62%；其余时间为暗处理，控制温度为25~27℃，湿度为48~52%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述hi-tom引物组i包括如seqid no:7~12所示的六条引物。
7.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：王跃星，胡萍，刘庆，段朋根，王春，李三峰，毛一剑，鲁草林，
申请(专利权)人：中国水稻研究所，
类型：发明
国别省市：
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