一种改良水稻粒型和粒重的方法

摘要

本发明属于水稻分子辅助育种技术领域，具体涉及一种利用聚合粒型QTL从而获得不同籽粒大小不同粒重材料的方法。本发明采用一次杂交、三次回交和一次自交的育种程序，将目标粒型QTL导入到待改良的水稻品种中，建立多个在改良品种遗传背景下的近等基因系；再根据近等基因系之间的两两杂交，将目标QTL聚合到待改良的材料中，并对遗传背景进行筛选，获得使除开目标基因区段之外，改良型品种的基因组与原品种相同的单株；同时借助分子标记辅助选择，根据与目标粒型QTL紧密连锁的分子标记，判断目标QTL的基因型。根据上述方案获得呈现不同籽粒大小不同粒重的水稻品系。

主权项

一种改良水稻粒型和粒重的方法，其特征在于；通过聚合粒型QTL方法，采用一次杂交、三次回交和一次自交的育种程序，将不同的粒型QTL导入到待改良品种A中，通过改良待改良品种A的粒型同时改良其粒型和粒重性状；具体步骤如下所述：(1)建立待改良品种A的遗传背景下不同的粒型QTL的多个近等基因系，再以这些粒型QTL的近等基因系为杂交亲本，通过这些近等基因系之间相互杂交，将目标QTL聚合到待改良品种A中；(2)对上述的杂交后代进行遗传背景筛选，获得除目标QTL区段之外，待改良品种A的基因组与原品种相同的单株；(3)根据与目标粒型QTL紧密连锁的分子标记，判断目标QTL的基因型，获得不同籽粒大小和不同粒重的水稻品系；(4)聚合三个粒型QTL改良珍汕97B的粒型和粒重的步骤如下：1)以两个不同的粒型QTL即水稻SLG为供体亲本，以水稻珍汕97B为轮回亲本，通过三次回交将两个粒型QTL即qGW2a和qGL3导入水稻珍汕97B中，构建两个珍汕97B遗传背景下的粒型QTL的近等基因系NIL；同时借助含有H94的NIL作为第三个粒形QTL的来源于水稻品种珍汕97B的含有供体亲本NIL和H94组合衍生的重组自交系，其中所得的近等基因系NIL(H94)保藏在中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO：P201007；2)以上述三个珍汕97B背景下的三个粒型QTL的近等基因系，即分别含有qGL3的NILs、含有qGW2a的NIL和含有qGS5的NIL为杂交亲本，将含有qGL3的近等基因系NILs和含有qGW2a的近等基因系NIL杂交得到聚合qGL3和qGW2a的材料NIL，同时将含有qGW2a的近等基因系NIL和含有qGS5的近等基因系NIL进行杂交，得到聚合qGW2a和qGS5的材料NIL，再将获得的两个聚合的两个粒型的近等基因系NIL，即qGL3/qGW2a和qGW2a/qGS5作为杂交亲本，将这三个QTLs同时聚合在珍汕97B内，获得最终的水稻品系NIL(SLG/H94)，该品系保藏在中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO：P201209；3)以上述步骤1)和步骤2)中所得的杂交后代为材料，根据与目标QTL紧密连锁的分子标记，对步骤1)和步骤2)的每一次杂交后代进行PCR选择，严格控制杂交的精准度；4)以上述步骤2)获得的杂交后代，即由SLG/H94杂交获得的NIL为材料，以珍汕97B作对照进行遗传背景检测；5)步骤3)中与目标QTL紧密连锁的分子标记的引物对的核苷酸序列分别如下所示：编号为qGW2a的连锁标记是YP2和SW1：YP2上游引物：CGAGAGCGAAACATTTCTAC，YP2下游引物：CTCACAGGCTAGCCAGAATC；SW1上游引物：TTATGCCATGTGGTCCAATCAGC，SW1下游引物：ATTTGAACCATTTGGGCCTTGG；编号为qGL3的连锁标记是SR49和SR37：SR49上游引物：GTAGGAAATTCTTCGCCAGATGC，SR49下游引物；CCGAGACTTGGAACAATCTTAGGC；SR37上游引物：CCAAACATGGCCTTGTAGTAGACG，SR37的下游引物：CTGTGGCTATGCCTTTGGTTGG；上述步骤3)中的PCR步骤为：1)PCR扩增反应体系：反应总体积为20ul，提取各待测水稻单株的总DNA，依据与目标基因共分离或紧密连锁的分子标记设计引物对，所述引物对的核苷酸序列分别如下所示：编号为qGW2a的连锁标记是YP2和SW1：YP2上游引物：CGAGAGCGAAACATTTCTAC，YP2下游引物：CTCACAGGCTAGCCAGAATC；SW1上游引物：TTATGCCATGTGGTCCAATCAGC，SW1下游引物：ATTTGAACCATTTGGGCCTTGG；编号为qGL3的连锁标记是SR49和SR37：SR49上游引物：GTAGGAAATTCTTCGCCAGATGC，SR49下游引物；CCGAGACTTGGAACAATCTTAGGC；SR37上游引物：CCAAACATGGCCTTGTAGTAGACG，SR37下游引物：CTGTGGCTATGCCTTTGGTTGG；上述引物对的引物各0.25um，Taq DNA聚合酶1U，dATP，dTTP，dCTP，dGTP各0.1mM，pH值为8.0的Tris‑HCl 10mM，KCl 10mM，MgCl₂ 2mM；2)PCR反应程序：94℃变性4分钟后进入PCR循环扩增，循环扩增包括94℃变性30秒，58℃退火30秒，72℃延伸1分钟，共三步，共循环运行30～34次，最后在72℃延伸10分钟后，25℃保温4分钟；3)PCR产物检测：采用如下步骤对PCR产物进行检测：a)用2％的琼脂糖凝胶电泳检测，点样后，在250V直流电压电泳23～34分钟，溴化乙啶染色1个小时左右后置于紫外灯下，读取各样品的PCR带型；或b)4％聚丙烯酰胺凝胶电泳检测，上样后，在90W的恒定功率下电泳2～4个小时，揭下凝胶，通过银染的方法：用AgNO₃溶液染色10分钟后在含有1％的甲醛的NaOH溶液中显色8～10分钟，读取各样品的PCR带型，根据上述方法确定各样品的分子标记基因型，从而判断出目标QTL的基因型。