一种水稻抗倒伏基因的SNP标记及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一组用于检测水稻抗倒伏基因SCM3的引物组，所述基因SCM3包括三个SNP分子标记，分别为K_030531、K_030532、K_030533，其中，K_030531的多态性碱基为C或T，K_030532的多态性碱基为T或C，K_030533的多态性碱基为C或G。利用所述的分子标记，可以快速、精确的检测SCM3基因，大幅提高基因转育的效率。且检测过程不需要酶切、电泳及测序等，操作简便，利于高通量快速检测，彻底杜绝了PCR产物的气溶胶污染和EB对环境的污染、甲醛对人体的危害。

A SNP marker for lodging resistance gene in rice and its application

The present invention provides a set of primer groups for detecting the lodging resistance gene SCM3 of rice. The gene SCM3 includes three SNP molecular markers, which are K_030531, K_030532 and K_030533, respectively, in which the polymorphic bases of K_030531 are C or T, and the polymorphic bases of K_030532 are T or C. Using the molecular markers, SCM3 gene can be detected quickly and accurately, and the efficiency of gene transfer can be greatly improved. And the detection process does not need enzyme cutting, electrophoresis and sequencing. It is easy to operate, and is conducive to high throughput and rapid detection. The aerosol pollution of PCR products and the pollution of EB to the environment and the harm of formaldehyde to the human body are completely eliminated.

【技术实现步骤摘要】
一种水稻抗倒伏基因的SNP标记及其应用
：本专利技术涉及分子标记领域，具体的，涉及一种水稻抗倒伏基因的SNP分子标记。
技术介绍
：近年来随着高产水稻的选育和推广，水稻倒伏成为一种普遍现象。水稻倒伏严重影响水稻的产量、稻米品种，提高收割难度和成本。水稻抗倒伏性状是由数量性状位点(QTL)控制的，目前克隆的抗倒伏基因中真正用于水稻的遗传改良和育种比较少。传统系谱法育种是近年来最为普遍的水稻育种方法，也因此诞生了大量的高产量优质水稻品种。但是传统的杂交结合表型的选育方法往往因为宏观上表型把握不准而需要加大回交群体，这极大的增加了育种工作量与成本。如CN105284589A公开了一种抗倒伏水稻品种培育方法，先根据当地水稻施氮水平与种植密度设置致倒逆境并筛选出抗倒资源；利用抗倒资源与其它综合性状优良的材料人工杂交，按系谱选育法，培育出抗倒常规品种、抗倒不育系、抗倒恢复系；用抗倒不育系与抗倒恢复系配制杂交组合，培育出抗倒杂交组合，此技术为传统育种方法，育种效率较低。近年来兴起的分子标记辅助育种可以从遗传基础上跟踪目标性状，选择含有目标基因的单株进行杂交(回交)，这样不但能准确的进行目标性状方向的育种，而且能减小回交群体的大小，节省成本。CN106086180A公开了一种水稻抗倒伏主效QTLqSR5.1的分子标记辅助育种方法，利用与抗倒伏主效QTLqSR5.1紧密连锁的分子标记RM5796的引物对和ILP5-11的引物对，对育种群体的各家系DNA进行PCR扩增，如扩增出对应大小的DNA片段，则标志着该家系中抗倒伏主效QTLqSR5.1的存在。本专利技术采用水稻抗倒伏主效QTLqSR5.1的分子标记方法，该方法是应用筛选到的与水稻抗倒伏品种023S第5号染色体上定位到的抗倒伏主效QTLqSR5.1紧密连锁的2个分子标记，它们能有效预测水稻育种群体中各家系的抗倒伏性，加快抗倒伏品种的选育速度。但是这种分子标记在基因组中出现的频率远低于SNP标记，而且不能实现检测的高通量。SNP是singlenucleotidepolymorphism的缩写，是指在基因组上单个核苷酸的变异，形成的遗传标记，其数量很多，多态性丰富。SNP包括单个碱基的转换或颠换，也包括插入或缺失，在整个基因组上具有高密度性，因此比较容易找到目标基因的SNP。利用目标基因的SNP标记可以在育种过程中进行相关性状的精准选育，也可以将相关的SNP锚定进芯片，在进行全基因组标记选择的同时选择含有此目标基因的个体(单株)。然而，由于抗倒伏这个性状是由数量性状控制，表型值又不易准确测定，因此目前克隆的主效基因比较少，而真正针对主效基因设计的SNP标记也比较少。关于水稻抗倒伏这一性状的SNP分子标记基本都是根据QTL来设计的，因此这样的SNP标记在实际育种中价值可能较小。
技术实现思路
：有鉴于此，提出本专利技术。根据文献资料将水稻SCM3基因定位在第3染色体上参照日本晴的物理位置：28428504-28430438区间内。本专利技术的第一方面，提供了一组应用于水稻抗倒伏基因SCM3检测的SNP分子标记，所述分子标记为K_030531、K_030532、K_030533，其中，K_030531的多态性碱基为C或T，K_030532的多态性碱基为T或C，K_030533的多态性碱基为C或G。进一步的，所述K_030531位于水稻参考基因组MSU7.0第3染色体上第28428063位碱基处；所述K_030532位于水稻参考基因组MSU7.0第3染色体上第28428410位碱基处；所述K_030533位于水稻参考基因组MSU7.0第3染色体上第28428721位碱基处。本专利技术的另一方面，提供了检测K_030531、K_030532、K_030533这三种SNP分子标记的引物组，每组引物包括两条特异性引物及一条通用引物，引物组序列具体如表1所示：表1分子标记K_030531、K_030532、K_030533的引物本专利技术中，利用上述引物对SNP位点的检测可以采用本领域的常规方法，如PCR、荧光定量PCR、KASP技术等。上述应用的实质为该分子标记的检测方法。其中，PCR反应程序与体系可采用本领域常规技术，本专利技术对此不另作限定。如，本专利技术可以采用KASP技术对SNP位点进行检测，检测方法包括如下步骤：S1、提取水稻样品基因组DNA；S2、以水稻基因组DNA为模板，分别利用上述引物组合进行KASP反应检测；其中，两条特异性引物分别连接不同的荧光接头序列；所述荧光序列可为KASP反应试剂指定的荧光接头序列。在本专利技术的一个具体实施方式中，选择使用LGC公司的KASP反应试剂，引物合成时将FAM或HEX荧光接头序列分别连接在两条特异性引物的5’端。S3、若三组引物均只检测到引物PrimerY所对应的荧光信号，则判断水稻样品为纯和的SCM3基因型(抗倒伏)；若三组引物未同时检测到引物PrimerY所对应的荧光信号，则判断水稻样品为水稻纯和的scm3基因型(非抗倒伏)；若三组引物同时检测到两种荧光信号，则判断水稻样品为杂和的SCM3基因型(如图1-3所示)。本专利技术的另一方面，提供了一种检测水稻抗倒伏基因SCM3的方法，检测方法包括如下步骤：S1、提取水稻样品基因组DNA；S2、以水稻基因组DNA为模板，对K_030531、K_030532、K_030533这三种SNP分子标记进行检测；S3、若三组引物均只检测到引物PrimerY所对应的碱基，则判断水稻样品为纯和的SCM3基因型(抗倒伏)；若三组引物未同时检测到引物PrimerY所对应的碱基，则判断水稻样品为水稻纯和的scm3基因型(非抗倒伏)；若三组引物同时检测到PrimerX、PrimerY所对应的碱基，则判断水稻样品为杂和的SCM3基因型。本专利技术的另一方面，提供一种上述分子标记在水稻抗倒伏育种中的应用，利用上述分子标记的检测方法对上述分子标记进行检测，选择携带有SCM3基因的水稻样品进行后续育种。本专利技术的另一方面，提供了一种检测SCM3基因SNP分子标记的试剂盒，所述试剂盒包括K_030531、K_030532、K_030533这三种SNP分子标记的引物，也就是包括SEQIDNO.1-9的引物。优选的，每种分子标记的特异性引物5’端分别连接不同的荧光接头序列。所述荧光接头序列可以为FAM或HEX荧光接头序列。所述试剂盒用于水稻抗倒伏育种。本专利技术的另一方面，提供一种基因芯片，所述基因芯片包括SEQIDNO.1-9的引物。所述基因芯片应用于水稻等植物的基因分型。本专利技术通过对水稻SCM3基因克隆者提供的序列以及95份资源材料基因分型结果做分析，发现品种R900与SCM3基因的原始供体Chugoku117可以划为同一个单倍型。因此R900可能具有Chugoku117在水稻抗倒伏方面同样的功能，通过R900与非抗倒的水稻品种构建遗传分离群体，并通过不同基因型后代的表型发现，R900中的SCM3等位基因确实具有显著的抗倒伏功能。因此该材料(含有SCM3基因)在水稻抗倒伏育种上具有重要作用。使用含有此基因的水稻供体材料(R900)与大面积推广的非抗倒伏杂交稻亲本或常规稻杂交，并通过连续的回交使目标基因进入要改良的品种中，这样就可以达到改良水稻品种抗倒伏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一组应用于水稻抗倒伏基因SCM3检测的SNP分子标记，所述分子标记为K_030531、K_030532、K_030533，其中，K_030531的多态性碱基为C或T，K_030532的多态性碱基为T或C，K_030533的多态性碱基为C或G。

【技术特征摘要】
1.一组应用于水稻抗倒伏基因SCM3检测的SNP分子标记，所述分子标记为K_030531、K_030532、K_030533，其中，K_030531的多态性碱基为C或T，K_030532的多态性碱基为T或C，K_030533的多态性碱基为C或G。2.根据权利要求1所述的SNP分子标记，其特征在于：所述K_030531位于水稻参考基因组MSU7.0第3染色体上第28428063位碱基处；所述K_030532位于水稻参考基因组MSU7.0第3染色体上第28428410位碱基处；所述K_030533位于水稻参考基因组MSU7.0第3染色体上第28428721位碱基处。3.一组用于检测如权利要求1或2所述SNP分子标记的引物组，其中，用于检测分子标记K_030531的引物组，其特异性引物序列为：PrimerSeqAlleleX：TCCTCTGAACCCTACTCGACAPrimerSeqAlleleY：CTCTGAACCCTACTCGACG通用引物序列为：TGTATGTTGATGTTGATGAGCT；用于检测分子标记K_030532的引物组，其特异性引物序列为：PrimerSeqAlleleX：CTTTGCCTTGTATTCTCCTCCPrimerSeqAlleleY：CTTTGCCTTGTATTCTCCTCT通用引物序列为：TGGTCATCGATCAGTCATCA；用于检测分子标记K_030533的引物组，其特异性引物序列为：PrimerSeqAlleleX：AGGAGTAG...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚文元，彭佩，李文博，吴云天，
申请(专利权)人：华智水稻生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43