一种检测水稻穗结构基因IPS1的特异分子标记及其检测方法技术

本发明专利技术涉及一种检测水稻穗结构基因IDS1的特异分子标记及其检测方法，该分子标记为IPS1-1，该片段如序列表SEQ ID NO：1所示；该方法得具体过程为：步骤a，DNA提取；步骤b，PCR扩增；PCR反应体系为15μL，含50m M KCl，10mM Tris-HCl(pH8.8)，0.1％Triton-X，1.5mM MgCl2，200μM each of dNTPs,0.2μM of each primer，5％(v/v)dimethyl sulfoxide and0.5U Taq DNA聚合酶；步骤c，PCR产物检测；扩增产物中加入上样缓冲液，取8μL上述样品于1.5％的琼脂糖凝胶，在100V的恒定电压下电泳1小时，利用凝胶成像系统成像观察；步骤d，获取IPS1基因。本发明专利技术分子标记可以用于鉴定待测材料是否在IPS1座位上含有丽江新团黑谷的控制穗结构的增效等位基因；能够改善穗部结构、优化一二次枝梗穗粒数比例、提高穗实粒数、增加水稻单产水平，同时提高稻米品质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水稻育种中的检测
，尤其涉及分子辅助选育高产优质水稻时，检测同时增产增效的IPS1等位基因的特异性分子标记及其检测方法。
技术介绍
作为水稻的最终产量器官，穗的结构与形态始终是育种过程中的重要参考指标，其涉及了水稻产量构成三要素(每株穗数、穗粒数和粒重)的两个。由于生态条件等原因，东北粳稻穗数水平相对较高，在此基础上进一步增加的潜力较小。在长期自然选择和人工选择下，生产应用的品种间千粒重差异不大，对高产的作用相对较小，因此改善穗部结构、提高穗粒数是增加水稻单产水平的主攻方向。穗粒数由每穗颖花数和结实率共同决定，众多研究表明，增加颖花数的主要途径是提高二次枝梗颖花数，而二次枝梗颖花为弱势颖花，灌浆启动较晚，灌浆时间较长，在东北稻区往往结实率极低，改良意义不大。因而，东北稻区增加每穗颖花数的主要途径是尽可能增加一次枝梗数，同时维持适当的二次枝梗数，优化穗结构。长期的水稻育种实践表明，增加一次枝梗数，不仅能够实现产量的增加，而且能够在保证产量的前提下，提高精米率和整精米率等加工品质，同时能够大幅度改善稻米的垩白度和垩白米率。目前关于水稻穗部结构相关QTL的解析取得了一定的进展，已经克隆了6个相关基因：Gn1a、DST、LOG、DEP1、Ghd7、Ghd7.1和Ghd8。其中Gn1a、DEP1控制二次枝梗颖花数的增加，DST调控Gn1a在分生组织中的表达，LOG是减效基因，Ghd7、Ghd7.1和Ghd8是通过延长生育期来提高穗粒数。这些基因均不适合东北稻区。鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种检测水稻穗结构基因IPS1的特异分子标记及其检测方法，用以克服上述技术缺陷。为实现上述目的，本专利技术提供一种检测水稻穗结构基因IPS1的特异分子标记，该分子标记为IPS1-1，该片段如序列表SEQ ID NO：1所示，其中，该分子标记的核苷酸序列如下：IPS1-1的上游引物序列为：5′-AGCCGAGGGACGTGCAAACTACT-3′IPS1-1的下游引物序列为：5′-ACAACATTCCCCTGGCAAGT--3′。进一步，所述分子标记IPS1-1由东北粳稻′沈农265′和云南地方品种′丽江新团黑谷′构建的重组自交系群体基因进行扩增获取。进一步，在所述重组自交过程中，所述分子标记IPS1-1与IPS1共分离。本专利技术还提供一种检测水稻穗结构基因IPS1的特异分子标记的方法，其过程为：步骤a，DNA提取；具体为：步骤a1，取长度为10cm左右黄化苗4-5株剪碎，放于研钵中并立即加入液氮研磨成粉末，置于1.5ml的微量离心管(EP)中；步骤a2，加入预热至65℃的CTAB抽提液600μL；步骤a3，轻轻混匀，使粉末充分散开，呈悬浮状态，放于60℃的水浴30-60min，期间每5min轻轻倒转离心管使之分散均匀；步骤a4,取出后，待冷至室温后加入等体积的氯仿∶异戊醇(24∶1)，室温振荡，充分混匀，然后于台式冷冻离心机上10000rpm离心10min，取上清液转入另一离心管中；步骤a5，重复3-4次，直至中间没有蛋白层为止；步骤a6，将上清液逐滴加入2倍体积的-20℃预冷的无水乙醇中，-20℃放置30min以上；步骤a7,此时可见DNA成棉絮状小团漂于液面，用玻璃钩勾出，以灭菌的滤纸条吸去残液，在超净工作台上吹干；步骤a8，用100μL的TE缓冲液回溶待用；步骤a9，取1.5μL用于PCR扩增；步骤b，PCR扩增；PCR反应体系为15μL，含50mM KCl，10mMTris-HCl(pH8.8)，0.1％Triton-X，1.5mM MgCl2，200μM each of dNTPs，0.2μM of each primer，5％(v/v)dimethyl sulfoxide and0.5U Taq DNA聚合酶；步骤c，PCR产物检测；扩增产物中加入上样缓冲液，取8μL上述样品于1.5％的琼脂糖凝胶，在100V的恒定电压下电泳1小时，利用凝胶成像系统成像观察；步骤d，获取IPS1基因。进一步，在上述步骤a2中，所述CTAB抽提液包括2％(w/v)CTAB；100mmol/LTris-Hcl，pH8.0；20mmol/LEDTA，pH8.0；1.4mol/LnaCl。进一步，在上述步骤a8中，所述TE缓冲液包括10mmol/LTris-Hcl；1mmol/LEDTA，pH8.0。进一步，上述步骤b中，采用ABI-9700进行扩增，反应程序为94℃预变性5min；每个循环94℃预变性1min，550℃退火1min，72℃延伸2min，30个循环；最后72℃延伸8min。与现有技术相比较本专利技术的有益效果在于：本专利技术分子标记可以用于鉴定待测材料是否在IPS1座位上含有丽江新团黑谷的控制穗结构的增效等位基因；能够改善穗部结构、优化一二次枝梗穗粒数比例、提高穗实粒数、增加水稻单产水平，同时提高稻米品质。附图说明图1为本专利技术IPS1在第4号染色体上的位置及连锁标记；图2为本专利技术17个水稻品种分子标记IPS1-1的检测结果。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。本专利技术东北粳稻′沈农265′和云南地方品种′丽江新团黑谷′构建的重组自交系群体，在沈阳和哈尔滨两地对穗部结构性状进行了QTL分析，共检测到控制一次枝梗数的QTL5个，并利用剩余杂合体衍生群体对同时控制一次枝梗数、一次枝梗实粒数的QTL IPS1进行了精细定位，同时提供了与IPS1紧密连锁且共分离的分子标记。在本专利技术中用于检测IPS1的特异性分子标记为IPS1-1，所述片段如序列表SEQ ID NO：1所示，其中，本专利技术的分子标记的核苷酸序列如下：IPS1-1的上游引物序列为：5′-AGCCGAGGGACGTGCAAACTACT-3′IPS1-1的下游引物序列为：5′-ACAACATTCCCCTGGCAAGT--3′。请参阅图1所示，其为本专利技术IPS1在第4号染色体上的位置及连锁标记；图2为本专利技术17个水稻品种分子标记IPS1-1的检测结果，其中，M：分子标记标准；1：沈农265；2：丽江新团黑谷；3：Habataki；4：Kasalath；5：9311；6：七山占；7：通系83；8：日本晴；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测水稻穗结构基因IPS1的特异分子标记，其特征在于，该分子标记为IPS1‑1，该片段如序列表SEQ ID NO：1所示，其中，该分子标记的核苷酸序列如下：IPS1‑1的上游引物序列为：5′‑AGCCGAGGGACGTGCAAACTACT‑3′IPS1‑1的下游引物序列为：5′‑ACAACATTCCCCTGGCAAGT‑‑3′。

【技术特征摘要】
1.一种检测水稻穗结构基因IPS1的特异分子标记，其特征在于，该
分子标记为IPS1-1，该片段如序列表SEQ ID NO：1所示，其中，该分
子标记的核苷酸序列如下：
IPS1-1的上游引物序列为：5′
-AGCCGAGGGACGTGCAAACTACT-3′
IPS1-1的下游引物序列为：5′-ACAACATTCCCCTGGCAAGT--3′。
2.根据权利要求1所述的检测水稻穗结构基因IPS1的特异分子标记，
其特征在于，所述分子标记IPS1-1由东北粳稻′沈农265′和云南地方
品种′丽江新团黑谷′构建的重组自交系群体基因进行扩增获取。
3.根据权利要求2所述的检测水稻穗结构基因IPS1的特异分子标记，
其特征在于，在所述重组自交过程中，所述分子标记IPS1-1与IPS1共分
离。
4.一种检测水稻穗结构基因IPS1的特异分子标记的方法，其特征在
于，其过程为：
步骤a，DNA提取；具体为：
步骤a1，取长度为10cm左右黄化苗4-5株剪碎，放于研钵中并立即
加入液氮研磨成粉末，置于1.5ml的微量离心管(EP)中；
步骤a2，加入预热至65℃的CTAB抽提液600μL；
步骤a3，轻轻混匀，使粉末充分散开，呈悬浮状态，放于60℃的水浴
30-60min，期间每5min轻轻倒转离心管使之分散均匀；
步骤a4,取出后，待冷至室温后加入等体积的氯仿∶异戊醇(24∶1)，
室温振荡，充分混匀，然后于台式冷冻离心机上10000rpm离心10min，
取上清液转入另一离心管中；
步骤a5，重复3-4次，直至中间没有蛋白层为止；
步骤a6，将上清液逐滴加入2倍体积的-20℃预冷的无水乙醇中，-20
℃放置30min以上；
步骤a7,此...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜树坤，王嘉宇，张凤鸣，刘丹，白良明，孙世臣，丁国华，王彤彤，张喜娟，姜辉，
申请(专利权)人：黑龙江省农业科学院耕作栽培研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23