水稻优良耐盐资源的QTL挖掘及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种水稻优良耐盐资源的QTL挖掘及应用。本发明专利技术采用优良的水稻耐盐品种海湘030为母本、盐敏感水稻品种连粳4号为父本，构建了F2群体为定位群体，通过采用稻池盐害鉴定方法，检测指标选择水稻分蘖盛期时植株鲜重，获得各个家系和亲本的耐盐指数，将耐盐指数和SSR标记数据进行连锁分析，获得了7号染色体上与水稻耐盐QTL紧密连锁的两个SSR标记，通过检测第7号染色体上该2个引物标记的带型数据，可以预测该植株的耐盐性，加快了耐盐水稻的筛选效率，加快了水稻耐盐育种进程。

QTL mining and application of salt tolerant resources in Rice

The invention discloses a QTL mining and application of rice excellent salt tolerant resources. The invention adopts excellent salt-tolerant rice variety Haixiang 030 as female parent and salt-sensitive rice variety Lianjing 4 as male parent, and constructs F2 population as positioning population. By adopting the method of salt damage identification in rice pond, the detection index selects the fresh weight of rice plants at the peak tillering stage, and obtains salt-tolerant indexes of each family and parent, and combines salt-tolerant index and S S index. Two SSR markers tightly linked to the salt-tolerant QTL on chromosome 7 were obtained by linkage analysis. The salt tolerance of the plant could be predicted by detecting the banding data of the two markers on chromosome 7. The screening efficiency of salt-tolerant rice was accelerated and the breeding process of salt-tolerant rice was accelerated.

【技术实现步骤摘要】
水稻优良耐盐资源的QTL挖掘及应用
本专利技术涉及水稻优良耐盐资源的QTL挖掘及应用，属于农业科学

技术介绍
土壤盐碱化是世界范围内限制农作物生长、造成农作物减产的主要非生物胁迫因子之一。根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地面积有9.54亿hm2，分布在世界各大洲干旱地区。我国盐碱地面积为9913万hm2，包括3693万hm2现代盐碱地，4487万hm2残余盐碱地，以及1733万hm2潜在盐碱地，主要分布在东北、华北、西北内陆地区以及长江以北沿海地带，并有逐渐扩大的趋势，其中滨海地带的盐碱地面积约为516.7hm2，江苏沿海滩涂总面积68.7hm2，约占全国滩涂总面积的1/4。全球范围内大面积的盐碱地以成为制约世界经济社会可持续发展的重要因素，更是限制农业生产发展、威胁粮食安全的直接因素。水稻是世界上最主要的粮食作物之一，也是我国第一大粮食作物。作为我国60%以上人口的主食来源，水稻稳产高产的重要性不言而喻。盐碱胁迫是影响水稻生长发育的一种严重逆境危害，在盐碱化的土地上种植水稻将使其产量减少近30%。地球环境的日益恶化，使得土地沙漠化和盐碱化日益加剧，水稻的生产和发展也面临着巨大的威胁，我国受盐害影响的稻田面积约占水稻栽培面积的1/5。水稻是一种对盐胁迫中度敏感的作物，盐胁迫成为盐碱稻区水稻正常生长的主要制约因素。研究发现，盐胁迫会严重影响水稻的生长发育，细胞代谢活性显著下降，内质网损坏和质壁分离，细胞质中高电子密度的蛋白质积累，光合作用和呼吸作用受到严重影响，最终导致产量损失甚至死亡。其中，粳稻耐盐性中等以上，而籼稻耐盐性较差，严重时播种后不能出苗。农业生产上为了抵抗盐胁迫对水稻生产的影响，一般是建造排灌工程，通过灌水排水洗盐，这种方法浪费水资源、经济投入大，效果不显著。相比之下，培育和种植耐盐水稻品种是修复盐碱化土地改善板结土壤生态，发展农业生产，增加农民收入，推动农业经济可持续发展的最直接、有效、同时具有投资小见效快的最有效措施。因此，开展盐碱地水稻种植，耐盐水稻品种的选育和利用是一个基本方向。在盐碱地种植耐盐水稻品种结合栽培措施的优化，对于发展盐碱地种稻，提高水稻产量，将起到积极作用。传统的育种技术如杂交、理化诱变、组织培养和远缘杂交等，已被广泛用于水稻耐盐性的改良。由于水稻耐盐性是多种耐盐生理生化反应的综合表现，是由多个基因控制的数量性状，遗传基础复杂，采用传统育种方法改良水稻耐盐性的难度较大，进展缓慢。利用分子标记辅助选择和基因工程技术可以加快水稻耐盐品种培育的进程。因此，鉴定水稻耐盐主效数量性状位点（QTL）、克隆耐盐关键基因、解析水稻耐盐机理至关重要，可以为利用分子设计育种技术培育优异耐盐品种奠定基础。
技术实现思路
本专利技术从一个优良的水稻耐盐品种海湘030材料内挖掘到了在7号染色体上与水稻耐盐QTL紧密连锁的两个SSR标记，通过检测第7号染色体上该2个引物标记的带型数据，可以预测该植株的耐盐性，大大加快了耐盐水稻的筛选效率，从而加快了水稻耐盐育种进程。本专利技术的目的可通过如下技术方案实现：水稻优良耐盐资源的QTL挖掘及应用，其特征在于：用SSR标记RM214引物：SEQIDNO.1/SEQIDNO.2，或者用SSR标记RM533引物：SEQIDNO.3/SEQIDNO.4扩增水稻耐盐鉴定材料，如果用SSR标记RM214引物：SEQIDNO.1/SEQIDNO.2能够扩增出114bp的扩增片段，或用SSR标记RM533引物：SEQIDNO.3/SEQIDNO.4能够扩增出257bp的扩增片段，则标志着待鉴定水稻材料内存在耐盐位点qPFW-1。所述水稻优良耐盐资源的QTL挖掘包含以下步骤：（1）以水稻优良耐盐资源海湘030为母本，盐敏感水稻品种连粳4号为父本，配制杂种F1，构建了包含189个单株的F2分离群体，F2单株自交获得F2:3家系；（2）对F2:3家系采用稻池盐害鉴定方法，检测指标选择水稻分蘖盛期时植株鲜重（plantfreshweight，PFW），获得各个家系和亲本的耐盐指数；（3）采用SDS粗提法提取亲本、F1及F2:3定位群体单株的DNA，用实验室已有的大体平均分布于水稻12条染色体的368对SSR引物，对亲本、F1及F2:3定位群体进行PCR扩增，检测多态性引物，用筛选到的162对多态性SSR引物检测F2:3家系；（4）根据F2:3家系各单株SSR引物多态性检测结果和耐盐表型参数，用Mapmaker/Exp3.0软件进行SSR标记的定位连锁分析，利用Kosambi作图函数将交换率转换为遗传距离（CM），采用基于复合区间作图法软件WindowsQTLCartographerV2.5检测水稻耐盐QTL，LOD值的阈值定为2.0，按P＝0.005概率值检测抗性QTL的数目及其在染色体上的位置；（5）获得水稻优良耐盐资源海湘030耐盐QTL位点qPFW-1，位于第7号染色体分子标记RM214与RM533之间，通过检测第7号染色体上该2个引物标记的带型数据，可以预测该植株的耐盐性，加快了耐盐水稻的筛选效率。所述的扩增耐盐位点qPFW-1的SSR标记引物选自SSR标记RM214引物：SEQIDNO.1/SEQIDNO.2和SSR标记RM533引物：SEQIDNO.3/SEQIDNO.4。所述的稻池盐害鉴定方法具体方案为：（1）盐池准备：采用不锈钢材料建造盐池，盐池为高35cm、宽35cm、长2.5m的长槽，底部和周围均密封，长槽周边采用钢筋焊接固定，将非盐化泥土粉碎、过筛后晒干，每个盐池均加入等量200kg的非盐化泥土，分别设置盐害处理组和对照组，盐害处理组采用0.5%的NaCl盐溶液80kg浸土，对照组采用等量普通自来水浸土；（2）将催芽后的水稻种子播于盐池中：将待鉴定水稻材料一起浸种、发芽，取出出芽一致的供试材料分别播种于盐害处理组和对照组中的盐池中，每槽种植2行，行距10cm，点播间距8cm，每份材料点播50粒，生产管理方式采用常规直播栽培管理方式，不移栽；待水稻分蘖盛期时将植株挖出，洗净根部泥土，控水后分别称量每份材料盐害组和对照组植株鲜重（plantfreshweight，PFW），每份材料盐害组和对照组各称量30株；（3）计算耐盐指数：计算每份材料的PFW平均值，进一步计算耐盐指数，耐盐指数=盐害处理组单株鲜重均值/对照处理组单株鲜重均值；用每份材料的耐盐指数作为定位群体的表型参数。所述的对亲本、F1及F2:3定位群体进行PCR扩增的PCR反应体系为：总体积为20µL，反应液组成为10×PCRbuffer（200mmol/LTris-HClpH8.0，500mmol/LKCl，15mmol/LMgCl2，stabilizers）2µL，10mmol/LdNTPs1.2µL，引物各50ng，基因组DNA50ng，1.0UTaqDNA聚合酶，补水至20µL；PCR扩增程序为：94℃预变性5min；94℃变性1min，50℃退火复性1min，72℃延伸50-90s，共35个循环；最后72℃保温10min；扩增产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）银染检测。所述的应用指的是在滨海滩涂盐土地、内陆盐土地、黄淮海平原盐土地、松嫩平原盐碱土地和青新漠境盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水稻优良耐盐资源的QTL挖掘及应用，其特征在于：用SSR标记RM214引物：SEQ ID NO.1/SEQ ID NO.2，或者用SSR标记RM533引物：SEQ ID NO.3/SEQ ID NO.4扩增水稻耐盐鉴定材料，如果用SSR标记RM214引物：SEQ ID NO.1/SEQ ID NO.2能够扩增出114bp的扩增片段，或用SSR标记RM533引物：SEQ ID NO.3/SEQ ID NO.4能够扩增出257bp的扩增片段，则标志着待鉴定水稻材料内存在耐盐位点qPFW‑1。

【技术特征摘要】
1.水稻优良耐盐资源的QTL挖掘及应用，其特征在于：用SSR标记RM214引物：SEQIDNO.1/SEQIDNO.2，或者用SSR标记RM533引物：SEQIDNO.3/SEQIDNO.4扩增水稻耐盐鉴定材料，如果用SSR标记RM214引物：SEQIDNO.1/SEQIDNO.2能够扩增出114bp的扩增片段，或用SSR标记RM533引物：SEQIDNO.3/SEQIDNO.4能够扩增出257bp的扩增片段，则标志着待鉴定水稻材料内存在耐盐位点qPFW-1。2.根据权利要求1所述的水稻优良耐盐资源的QTL挖掘及应用，其特征在于：所述水稻优良耐盐资源的QTL挖掘包含以下步骤：（1）以水稻优良耐盐资源海湘030为母本，盐敏感水稻品种连粳4号为父本，配制杂种F1，构建了包含189个单株的F2分离群体，F2单株自交获得F2:3家系；（2）对F2:3家系采用稻池盐害鉴定方法，检测指标选择水稻分蘖盛期时植株鲜重（plantfreshweight，PFW），获得各个家系和亲本的耐盐指数；（3）采用SDS粗提法提取亲本、F1及F2:3定位群体单株的DNA，用实验室已有的大体平均分布于水稻12条染色体的368对SSR引物，对亲本、F1及F2:3定位群体进行PCR扩增，检测多态性引物，用筛选到的162对多态性SSR引物检测F2:3家系；（4）根据F2:3家系各单株SSR引物多态性检测结果和耐盐表型参数，用Mapmaker/Exp3.0软件进行SSR标记的定位连锁分析，利用Kosambi作图函数将交换率转换为遗传距离（CM），采用基于复合区间作图法软件WindowsQTLCartographerV2.5检测水稻耐盐QTL，LOD值的阈值定为2.0，按P＝0.005概率值检测抗性QTL的数目及其在染色体上的位置；（5）获得水稻优良耐盐资源海湘030耐盐QTL位点qPFW-1，位于第7号染色体分子标记RM214与RM533之间，通过检测第7号染色体上该2个引物标记的带型数据，可以预测该植株的耐盐性，加快了耐盐水稻的筛选效率。3.根据权利要求1所述的水稻优良耐盐资源的QTL挖掘及应用，所述的扩增耐盐位点qPFW-1的SSR标记引物选自SSR标记RM214引物：SEQIDNO.1/...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨泽坤，张硕，王玲，
申请(专利权)人：江苏强农农业技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32