燕麦隐性核不育基因分子标记及应用制造技术

本发明专利技术公开了燕麦隐性核不育系RI2014的生产方法及燕麦隐性性核不育系RI2014的用途，以及燕麦隐性核不育系RI2014不育基因的分子标记方法，对RIS2014燕麦隐性核不育系RI2014进行引物PCR，引物编号为CL1155，CL907，CL210，Uni2358，Uni2612，CL248，Uni2008，将控制RI2014S不育系育性性状的基因定位于染色体23.0Mb区段内。本发明专利技术公开的的突变体RI2014本身具有高产性能，不仅可以作为不育系省去人工去雄杂交份繁琐，而且在育种过程中还具备优良亲本功能。使用本发明专利技术公开的燕麦隐性核不育系RI2014不育基因的分子标记方法，在植株的鉴定、品种的遗传背景、筛选目标单株，在品种改良和产量构成以及克隆性分化控制基因等方面有重要的应用意义。

Molecular Markers of Recessive Genic Male Sterility Gene in Oats and Their Application

The invention discloses the production method of the Recessive Genic Male Sterile Line RI2014 of oat, the use of the Recessive Genic Male Sterile Line RI2014 of oat, and the molecular marker method of the Recessive Genic Male Sterile Line RI2014 of oat. The primer number of RIS2014 of oat Recessive Genic Male Sterile Line RI2014 is CL1155, CL907, CL210, Uni2358, Uni2612, CL248, Uni2008, which will control the sterile line RI2014. Sex trait genes were located in chromosome 23.0Mb. The mutant RI2014 disclosed by the invention has high yield performance, can not only be used as a sterile line to eliminate the tedious artificial male-sterile hybrid, but also has excellent parental function in the breeding process. The molecular marker method for the sterile gene of the Recessive Genic Male Sterile Line RI2014 disclosed by the invention has important application significance in plant identification, genetic background of varieties, selection of target individual plants, variety improvement, yield composition and clonal differentiation control genes.

【技术实现步骤摘要】
燕麦隐性核不育基因分子标记及应用
本专利技术属于燕麦育种
，尤其涉及一种燕麦隐性核不育系基因分子标记及应用。
技术介绍
育性是燕麦的重要性状，在燕麦生产上有着重要的意义。燕麦雄性不育的研究最早于二十世纪八十年代，目前我国发现了两种燕麦不育类型：皮燕麦隐性核不育和裸燕麦显性核不育，国外关于燕麦雄性不育的发现还未见报道。燕麦核隐性不育经典遗传学研究表明，不育性状由一对隐性核基因控制，该材料命名为CA雄性不育（CAMS）。CAMS主要用于燕麦杂交组合的配制、轮回选育、群体改良以及杂交制种等多种用途。由于燕麦具有复杂且庞大的基因组（异源6倍体，分A、C、D三组，6n=42），尚未进行基因组测序，关于燕麦基因组分析和重要基因的定位多是依靠分子标记技术进行。雄性不育是植物中普遍存在的一种生物学现象，也是杂种优势利用的一种途径。植物雄性系不育指一种雄性生殖器官发育异常或退化（主要是花药或者花粉退化），但是雌性生殖器官发育正常的母本燕麦材料，由于花药或花粉早期发育异常造成无花粉型或无生活力花粉，不能自花授粉结实，只有依靠外来花粉才能受精结实。燕麦属自花授粉植物，为无限花序，随抽穗随开花，一般抽穗后2-3d内开花。开花是从顶部向基部发展，开花时雌雄蕊同时成熟，一般单株的抽穗开花在1周内完成。当单株燕麦顶部开始抽穗开花时顶部以下的雌雄蕊还处在发育阶段，而且越往下所处的发育阶段越靠前。授粉是在花内外稃开始开放时或开放前开始的，所以天然杂交率极低，仅为万分之一。因此这种隐形核不育燕麦作为遗传工具，通过人工辅助授粉的方法，就能产生大量杂交种子，是杂交燕麦最成功的遗传工具。皮燕麦和裸燕麦之间亲缘关系较远，种间杂交存在着巨大的育种潜力，其杂种F1在产量、品质和抗逆性等方面具有很强的杂种优势。然而，由于皮裸杂种优势在实际应用上遇到很大困难，包括花期不遇、结实率低等一系列问题，其中最主要是皮裸杂种F1代结实率较低，多数杂种的结实率在5%-50%之间。皮、裸燕麦种间杂交，其杂种后代的子粒性状表现为混合遗传。植株穗部同时存在着裸粒型和带批型两类子粒，裸粒型子粒在果穗上的分布与燕麦幼穗分化的先后次序相吻合。获得光合产物较为充足的穗顶端小穗和侧枝顶端小穗的基部小花产生的子粒，形成裸粒型子粒，而果穗中下部特别是侧枝下部的小穗多形成带俘型子粒。从F2开始对入选的单株进行隔离脱粒,选用裸粒型子粒作为下一代的选择系，逐代连续单株粒选，淘汰全皮类型或带批子粒多的单株，自交纯合直至稳定，性状稳定一般需8代甚至更长时间，兼顾目标性状在全裸或裸粒子粒多的单株上的综合表现，直到选育出理想株系并表现稳定遗传。分子标记，是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基础的遗传标记，是DNA水平遗传多态性的直接反映。广义的分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质，狭义的分子标记是指能反映生物个体或种群间基因组中某种差异的特异性的特性DNA片段。随着分子标记技术的发展，获得了与燕麦不育性状连锁的分子标记，对植株的鉴定、品种的遗传背景、筛选目标单株，在品种的改良、克隆基因等方面有重要的应用意义。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了燕麦隐性核不育系RI2014的生产方法及燕麦隐性核不育系RI2014的用途，以及燕麦隐性核不育系RI2014不育基因的分子标记方法，其中包括在轮回选择中的应用。本专利技术是这样实现的：将原始发现的隐形核不育皮燕麦“CAMS”和裸燕麦“80066”杂交，杂交种通过自交一代获得F2代，选择不育的裸燕麦与裸燕麦“80066”回交、自交一代得到BC1F2，选择不育的裸燕麦与裸燕麦“80066”继续回交、自交一代得到BC2F2，选择不育的裸燕麦与裸燕麦“80066”继续回交、自交一代得到BC3F2，通过单粒传法构建重组自交系，在F12代筛选得到的裸燕麦不育系RI2014。一种燕麦隐性核不育系RI2014不育基因的分子标记方法（1）以燕麦品种品燕2号作为父本，以所得到的不育单株RI2014S作为母本，杂交得到F1代，利用F1代自交一代得到育性分离的F2群体，通过田间性状调查表明：不育单株：可育单株分离比为1:3,（2）提取F2群体单株总DNA，取10株可育单株的总DNA等量混合作为可育池模板，取10株不育单株的总DNA等量混合作为不育池模板，（3）采用皮燕麦隐性核不育植株的近等基因系CAMS1进行转录组测序开发的2073对标记作为引物，进行PCR扩增，（4）将所得的扩增产物用聚丙烯酰胺凝胶检测，筛选得到多态性标记；以获得的多态性标记引物7对，引物编号为CL1155，CL907，CL210，Uni2358，Uni2612，CL248，Uni2008，（5）以F2群体全部单株为模板进行PCR扩增，将所得产物利用聚丙烯胺凝胶检测，能够进行扩增的即为含有不育基因的单株，结合单株表型，将控制RI2014不育系育性性状的基因定位于染色体23.0Mb区段内。所述引物的DNA序列为：CL1155.GACATTGTCAAGACCTGTAAGCC；GCTCATGCCCTAACATTACAACT；CL907.CTCATGTGAATGGAAGCCTGTAT；AACAAAGACTTCGGTGCATTCT；CL210.TCTTGGAAGGTCTGTTCTCTGAC；AAGAAGATAGAAGCCAAATCCGA；Uni2358.TGAGAACACAATTGCTCAAAATG；CTGAAGTTTGGAGAACCAGAAGT；Uni2612.CTTCCTCTTCATGCCATTGTTAT；CTCCATGGCAACAAACACTTAAC；CL248.GGAATGCCATAACATGTACACAA；CCGACAGGATACACTGAGCG；Uni2008.CTCTTCTTCCTCTGCTCCTTCTT；CTTTCTGAGCAAGCACCATTAGT。编号为CL1155，CL907，CL210，Uni2358，Uni2612，CL248，Uni2008的引物DNA序列的前半部分为正向引物，DNA序列的后半部分为反向引物。以不育系RI2014S中的不育单株作母本，分别以皮燕麦和裸燕麦作父本授粉杂交，得到F1，观察F1的结实率；将带有鉴定为隐形雄性核不育基因的不育系作为轮回选择的中间材料培育新品种，申请人提供了燕麦雄性不育系RI2014在燕麦轮回育种中的应用方法，，其具体步骤如下：1）将鉴定为性状优良的良种亲本材料分别编号1、2、3、4，将亲本材料1与2杂交得到F1A，将亲本材料3与4杂交得到F1B；2）以步骤1）中得到的F1A和F1B分别作父本，以RI2014S不育系作母本进行杂交,其中F1A和RI2014不育系杂交得到F1C，通过自交一代得到F2C；F1B与RI2014S不育系杂交得到F1D，通过自交一代得到F2D;3）以F2C中的不育单株作为母本，以F1B为父本杂交得到F1，将F1自交一代得到F2，测验F2的育性，得到杂合株系，对杂合株系自交后代进行筛选，得到株高、花期适中的杂合株，对杂合株系自交8-9代得到性能稳定的品种。还可以，以F2D中的不育单株作为母本，以F1A为父本杂交得到F1，将F1自交一代得到F2，测验F2的育性，得到杂合株系，对杂合株系自交后代进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燕麦隐性核不育系RI2014的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：将原始发现的隐形核不育皮燕麦“CAMS”和裸燕麦“80066”杂交，杂交种通过自交一代获得F2代，选择不育的裸燕麦与裸燕麦“80066”回交、自交一代得到BC1F2，选择不育的裸燕麦与裸燕麦“80066”继续回交、自交一代得到BC2F2，选择不育的裸燕麦与裸燕麦“80066”继续回交、自交一代得到BC3F2，通过单粒传法构建重组自交系，在F12代筛选得到的裸燕麦不育系RI 2014。

【技术特征摘要】
1.一种燕麦隐性核不育系RI2014的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：将原始发现的隐形核不育皮燕麦“CAMS”和裸燕麦“80066”杂交，杂交种通过自交一代获得F2代，选择不育的裸燕麦与裸燕麦“80066”回交、自交一代得到BC1F2，选择不育的裸燕麦与裸燕麦“80066”继续回交、自交一代得到BC2F2，选择不育的裸燕麦与裸燕麦“80066”继续回交、自交一代得到BC3F2，通过单粒传法构建重组自交系，在F12代筛选得到的裸燕麦不育系RI2014。2.权利要求1所述的一种燕麦隐性核不育系RI2014的用途，其特征在于，燕麦隐性核不育系RI2014与不同皮燕麦、裸燕麦杂交得到的F1均可育。3.一种燕麦隐性核不育系RI2014不育基因的分子标记方法，其特征在于：以编号为CL1155，CL907，CL210，Uni2358，Uni2612，CL248，Uni20087对引物，进行PCR扩增，将所得产物利用聚丙烯胺凝胶检测，能够进行扩增的即为含有不育基因的单株，结合单株表型，将控制RI2014S不育系育性性状的基因定位于染色体23.0Mb区段内，所述的编号为CL1155的正向引物序列如序列表中SEQIDNO:1所示，所述的编号为CL1155的反向引物序列如序列表中SEQIDNO:2所示，所述的编号为CL907的正向引物序列如序列表中SEQIDNO:3所示，所述的编号为CL907的反向引物序列如序列表中SEQIDNO:4所示，所述的编号为CL210的正向引物序列如序列表中SEQIDNO:5所示，所述的编号为CL210的反向引物序列如序列表中SEQIDNO:6所示，所述的编号为Uni2358的正向引物序列如序列表中SEQIDNO:7所示，所述的编号为Uni2358的反向引物序列如序列表中SEQIDNO:8所示，所述的编号为Uni2612的正向引物序列如序列表中SEQIDNO:9所示，所述的编号为Uni2612的反向引物序列如序列表中SEQIDNO:10所示，所述的编号为CL248的正向引物序列如序列表中SEQIDNO:11所示，所述的编号为CL248的反向引物序列如序列表中SEQIDNO:12所示，所述的编号为Uni20087的正向引物序列如序列表中SEQIDNO:13所示，所述的编号为Uni20087的反向引物序列如序列表中SEQIDNO:14所示。4.根据权利要求3所述的一种燕麦隐性核不育系RI2014不育基因的分子标记方法，其特征在于：具体包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽君，刘龙龙，马名川，
申请(专利权)人：山西省农业科学院农作物品种资源研究所，
类型：发明
国别省市：山西,14