水稻抽穗期相关基因、功能标记及应用制造技术

本发明专利技术公开了水稻抽穗期相关基因qHD5，发现了该基因的两个等位基因qHD5‑NIL(BG1)和qHD5‑NIL(XLJ)。这两个等位基因对应了水稻抽穗期表型性状上的差异，因此，可作为分子标记用于鉴定水稻的抽穗期性状，从而在水稻品种选育中发挥作用。本发明专利技术还提供了检测上述基因的功能标记qHD5‑1032‑dCAPs，利用所述功能标记的引物对水稻植株DNA/cDNA进行PCR扩增，扩增产物用EspⅠ内切酶进行酶切后电泳分离，可筛选鉴定含有qHD5‑NIL(BG1)的水稻植株。本发明专利技术所提供的水稻抽穗期相关基因及其分子标记，可应用于检测和筛选不同抽穗期的水稻品种，可以大大加快水稻适应更广的选育进程。

Rice heading date related genes, functional markers and Applications

The present invention discloses the heading stage of rice gene qHD5, found the gene two alleles of qHD5 NIL (BG1) and qHD5 NIL (XLJ). These two alleles correspond to the phenotypic characteristics of heading date in rice. Therefore, they can be used as molecular markers to identify heading characters of rice, and thus play a role in rice variety selection. The invention also provides a functional marker to detect the gene qHD5 1032 dCAPs, DNA/cDNA of rice plants were amplified by PCR using primers of the functional marker, PCR products were digested by Esp I endonuclease after electrophoresis separation, screening and identification of qHD5 NIL can contain (BG1) rice plants. The present invention relates to rice heading date related genes and their molecular markers, which can be applied to detect and screen rice varieties with different heading stages, and can greatly accelerate rice to adapt to a wider breeding process.

【技术实现步骤摘要】
水稻抽穗期相关基因、功能标记及应用
本专利技术涉及水稻分子生物技术与育种应用领域，具体地说是一种与水稻抽穗期相关的基因、功能标记及其应用。
技术介绍
抽穗期(HD)是水稻的重要农艺性状之一，决定水稻品种的季节适应性和地域适应性，合适的抽穗期是水稻高产稳产的前提和基础。因此选育合适抽穗期的水稻品种以提高水稻广适性是水稻育种的重点。目前多项研究表明，抽穗期与水稻产量性状相关联。长日照条件下，Ghd7的增强表达能推迟抽穗、增加株高和每穗粒数，而功能减弱的自然突变体能够种植到温带甚至更冷的地区。因此，Ghd7在增加全球水稻产量潜力和适应性方面有非常重要的作用(XueW,XingY,WengX,ZhaoY,TangW,WangL,ZhouH,YuS,XuC,LiX,ZhangQ(2008)NaturalvariationinGhd7isanimportantregulatorofheadingdateandyieldpotentialinrice.NatGenet40:761–767)。长日条件下，导入Asominori中有功能的DTH8等位基因能显著增加CSSL61的抽穗期、株高和每穗粒数(WeiX,XuJ,GuoH,JiangL,ChenS,YuC,ZhouZ,HuP,ZhaiH,WanJ(2010)DTH8suppressesfloweringinrice,influencingplantheightandyieldpotentialsimultaneously.PlantPhysiol153:1747–1758)。由此可以看出，抽穗期在水稻研究中是一个重要的部分。功能标记是根据功能基因内部引起表型性状变异的多态性基序开发出来的一种新型分子标记，是来源于控制表型的基因序列内部。由于功能标记来自基因内的功能性基序，不需要进一步验证就可以在不同的遗传背景下确定目标等位基因的有无，因此在作物遗传育种的研究应用中较传统分子标记更具高效、便捷等优势。功能标记在水稻中的应用已经有很多报道，在水稻抗稻瘟病研究中，因为其抗性基因xa-5是隐性遗传的，因此在鉴定抗稻瘟病水稻品种时比较繁琐，后Anjiali(AnjaliS,SusanR(2007)Functionalmarkersforχα5-mediatedresistanceinrice(Oryzasativa,L.).MolecularBreeding,19(4):291-296.)等通过将xa-5等位基因中功能性核苷酸多态性位点转化为CAPS标记后，可以快速、直接筛选带有xa-5功能性位点的材料和变种，并且可靠性达到100％。杨杰等(杨杰，曹卿，王军，范方军，张玉琼，仲维功(2011)水稻多酚氧化酶基因功能标记的开发与应用.中国水稻科学，25(1)：37-42.)根据PPO等位基因的DNA序列差异开发的FMppo-18和FMppo-29标记，可应用于水稻种质资源鉴定、进化等研究。稻米香味受隐性基因Fgr控制，因此杂合基因型水稻不表现香味。王军(王军，杨杰，陈志德，仲维功(2008)水稻香米基因标记的开发与应用.分子植物育种，6(6):1209-1212)等设计了基于fgr基因两个等位基因的功能标记(InDel-E2、InDel-E7)，且应用此对标记不仅可以验证纯合型品系，而且对杂合型水稻品系的验证同样有效。因此，克隆与水稻抽穗期相关基因，开发相关的功能标记，快速鉴定筛选具有早抽穗期的阳性水稻植株，对于获得水稻新品种具有极其重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供与水稻抽穗期相关的基因、与所述基因相关的功能标记开发及应用。本专利技术所提供的水稻抽穗期相关基因及其分子标记，可应用于检测和筛选不同抽穗期的水稻品种，可以大大加快水稻适应更广的选育进程。本专利技术提供了水稻抽穗期相关基因qHD5，所述基因是如下a)或b)或c)的基因：a)其cDNA的核苷酸序列如序列表中SEQIDNo.1所示，命名为qHD5-NIL(BG1)；b)其cDNA的核苷酸序列如序列表中SEQIDNo.2所示，命名为qHD5-NIL(XLJ)；c)与a)或b)的基因具有90％以上的同源性，且编码相同功能的蛋白质。上述基因qHD5-NIL(BG1)和qHD5-NIL(XLJ)为水稻抽穗期相关基因qHD5的两个等位基因。本专利技术还提供了上述水稻抽穗期相关基因qHD5的扩增引物，为如下引物a)或b)：a)具有SEQIDNO.3所示的核苷酸序列的正向引物qHD5-cDNA-F，以及具有SEQIDNO.4所示的核苷酸序列的反向引物qHD5-cDNA-R；b)具有SEQIDNO.5所示的核苷酸序列的正向引物qHD5-com-F，以及具有SEQIDNO.6所示的核苷酸序列的反向引物qHD5-com-R。本专利技术保护含有上述基因qHD5的生物材料，所述生物材料可以为载体、宿主细胞或表达盒。本专利技术还保护上述的基因qHD5或其编码的蛋白在选育不同抽穗期水稻品种中的应用。本专利技术还提供一种改变水稻抽穗期性状的方法，是将上述的基因a)即qHD5-NIL(BG1)导入目的水稻组织或细胞中，得到抽穗期提前的转基因水稻。基于上述水稻抽穗期相关基因qHD5，本专利技术还开发了检测该基因的功能标记，所述功能标记为qHD5-1032-dCAPs1，该功能标记的引物包括：正向引物qHD5-1032-dCAPs1-F，其核苷酸序列如SEQIDNO.7所示；反向引物qHD5-1032-dCAPs1-R，其核苷酸序列如SEQIDNO.8所示。所述的功能标记可应用于选育不同抽穗期水稻品种的工作中。利用上述的功能标记，本专利技术还提供了一种鉴别水稻抽穗期性状的方法，包括以下步骤：S1：利用所述的功能标记的引物对待测水稻植株DNA/cDNA进行PCR扩增，获得扩增产物；S2：将上述扩增产物用EspⅠ内切酶进行酶切，酶切产物经电泳分离，并根据电泳结果进行判断：若获得141bp条带和120bp条带，则认为该水稻植株含有基因qHD5-NIL-BG1和qHD5-NIL-XLJ；若获得141bp的条带，则认为该水稻植株只含有基因qHD5-NIL-BG1；若获得120bp的条带，则认为该水稻植株只含有基因qHD5-NIL-XLJ，其中前两种水稻植株为早抽穗型，后一种水稻植株为晚抽穗型。具体地，上述方法中，所述步骤S1中PCR扩增体系为12μL，包含H2O3μL，2×PCRMix5.0μL，正反向引物各1μL，cDNA模板2.0μL；PCR扩增条件为94℃预变性4min；94℃变性30s，60℃退火30s，72℃延伸1min，32个循环；72℃延伸10min。具体地，上述方法中，所述步骤S2中EspⅠ内切酶体系为15μL，包含EspⅠ内切酶0.6μL，10×Buffer1.2μL，PCR产物12μL，H2O1.2μL；反应条件为37℃，5min。本专利技术研究获得了与水稻抽穗期相关基因qHD5的一对等位基因qHD5-NIL(BG1)和qHD5-NIL(XLJ)，这两个等位基因对应了水稻抽穗期表型性状上的差异，因此，可以作为分子标记用于鉴定水稻的抽穗期性状，从而在水稻品种选育中发挥作用。本专利技术基于这两个等位基因还开发了功能标记，所述功能标记可在实际应用中实现对水稻抽穗期性状的快本文档来自技高网...

【技术保护点】
水稻抽穗期相关基因qHD5，其特征在于，所述基因是如下a)或b)或c)的基因：a)其cDNA的核苷酸序列如序列表中SEQ ID No.1所示，命名为qHD5‑NIL(BG1)；b)其cDNA的核苷酸序列如序列表中SEQ ID No.2所示，命名为qHD5‑NIL(XLJ)；c)与a)或b)的基因具有90％以上的同源性，且编码相同功能的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.水稻抽穗期相关基因qHD5，其特征在于，所述基因是如下a)或b)或c)的基因：a)其cDNA的核苷酸序列如序列表中SEQIDNo.1所示，命名为qHD5-NIL(BG1)；b)其cDNA的核苷酸序列如序列表中SEQIDNo.2所示，命名为qHD5-NIL(XLJ)；c)与a)或b)的基因具有90％以上的同源性，且编码相同功能的蛋白质。2.权利要求1所述的基因的PCR扩增引物，其特征在于，为如下引物a)或b)：a)具有SEQIDNO.3所示的核苷酸序列的正向引物qHD5-cDNA-F，以及具有SEQIDNO.4所示的核苷酸序列的反向引物qHD5-cDNA-R；b)具有SEQIDNO.5所示的核苷酸序列的正向引物qHD5-com-F，以及具有SEQIDNO.6所示的核苷酸序列的反向引物qHD5-com-R。3.含有权利要求1所述的基因的生物材料，所述生物材料为载体、宿主细胞或表达盒。4.权利要求1所述的基因或其编码的蛋白在选育不同抽穗期水稻品种中的应用。5.一种改变水稻抽穗期性状的方法，是将权利要求1中所述的基因a)导入目的水稻组织或细胞中，得到抽穗期提前的转基因水稻。6.一种检测水稻抽穗期相关基因qHD5的功能标记，其特征在于，所述功能标记为qHD5-1032-dCAPs1，该功能标记的引物包括：正向引物qHD5-1032-dCA...

【专利技术属性】
技术研发人员：占小登，孙滨，程式华，曹立勇，张迎信，沈希宏，
申请(专利权)人：中国水稻研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33