调控稻米直链淀粉含量和胶稠度相关的多效QTL、分子标记及应用制造技术

本发明专利技术涉及水稻育种及分子生物学技术领域，公开了调控稻米直链淀粉含量和胶稠度相关的多效QTL、分子标记及应用。其中多效QTL命名为

【技术实现步骤摘要】
调控稻米直链淀粉含量和胶稠度相关的多效QTL、分子标记及应用
本专利技术涉及水稻育种及分子生物学
，尤其涉及调控稻米直链淀粉含量和胶稠度相关的多效QTL、分子标记及应用。
技术介绍
水稻是主要的粮食作物，随着科技的发展以及生活水平的日益提高，人们对于稻米品质的检查以及评价体系都提出了更高的要求。在稻米的评价体系中，主要参考的数据为稻米的外观、加工、蒸煮、营养和食味等方面。其中蒸煮品质是最为重要的项目，其特征主要由以下三个理化指标来评价，分别是直链淀粉含量（AmyloseContent，AC）、胶稠度（GelConsistency，GC）以及糊化温度（GelatinizationTemperature，GT），其中最主要的是直链淀粉含量。直链淀粉含量作为三个理化指标中最重要的指标，历来受到育种家的关注。一般而言直链淀粉含量适中的品种，其口感较好。近年来随着需求的多样化，高直链淀粉含量的稻米也受到人们的喜爱，主要是因为直链淀粉含量高的稻米生糖指数低，能够有效降低人体血糖含量。同时此类稻米也是良好的膳食纤维材料，因为高直链淀粉具有改善肠胃的功能，可以作为保健食品。另有研究发现，高直链淀粉有预防肠道癌心血管疾病的功能。在稻米蒸煮过程中，AC值直接影响稻米水分的吸收、体积的扩张及饭粒的裂性，是决定食味品质和加工特性最为重要的性状之一，因此如何快速准确测量出稻米中的直链淀粉含量对于优质稻米的选育具有重大的意义。胶稠度指的是稻米淀粉经稀碱热糊化后冷却一段时间，放置在水平台上，米胶能够延伸的长度。胶稠度与米饭的口感、黏滞性和硬度等指标有着显著的直接关联性，故而该指标对于快速评价稻米食味品质也具有重要的意义。研究发现，在一定的范围内，胶稠度越软，米饭越柔软。目前由于稻米品质遗传的复杂性和传统育种手段的局限性，稻米品质改良进展较慢。为了持续开发出具有合适直链淀粉含量和合适胶稠度的水稻新品种，这一现状亟需改变。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了调控稻米直链淀粉含量和胶稠度相关的多效QTL、分子标记及应用。本专利技术发现的与稻米直链淀粉含量和胶稠度相关的多效QTL可以有效地增加稻米直链淀粉含量和胶稠度，在育种过程中可以使稻米的蒸煮品质得到有效提升，同时可加快优化水稻品种的进程。在水稻分子辅助育种的过程中，可以培育稻米直链淀粉含量和胶稠度较合适的水稻，优化稻米品质。此种方法简便易行，安全有效，有益于提升稻米品质，从而提高水稻品种的经济价值，适于大规模推广应用。本专利技术的具体技术方案为：第一方面，本专利技术发现了一个调控稻米直链淀粉含量和胶稠度相关的多效QTL，命名为qAC&GC-1，位于水稻4号染色体DNA片段上，遗传距离为10.1cM-12.2cM，物理距离为4207206bp-4766887bp，直链淀粉含量和胶稠度的LOD值分别为6.03和5.48。上述多效QTL与稻米直链淀粉含量和胶稠度显著相关。由于稻米直链淀粉含量和胶稠度是检测稻米蒸煮品质的重要指标，对改良水稻蒸煮品质及稻米口感具有重要意义，因此，在获得该多效QTL后，进一步开发该多效QTL紧密连锁的分子标记，检测水稻品种或品系中是否该QTL，即可加快水稻优异品种的选育进程。第二方面，本专利技术提供了上述多效QTL的定位方法，包括以下步骤：1）以粳稻热研2号（中高直链淀粉含量和软胶稠度）、籼稻华占（中等直链淀粉含量和中胶稠度）为亲本进行杂交，通过单粒传法，获得120个稳定遗传的株系，共同组成RILs群体；2）考察RILs群体稻米直链淀粉含量和胶稠度相关表型数据；3）利用SNP和Indel标记构建的遗传图谱，通过R-QTL专业软件分析整个染色体组的标记和数量性状表型值的关系，将QTL逐一定位到连锁群的相应位置，并估计其遗传效应；若检测到LOD>3的分子标记，则认为LOD值最高处对应的2个标记间存在1个QTL。第三方面，本专利技术提供了与上述多效QTL紧密连锁的两对分子标记，分别命名为IndelTal-1和IndelTal-2；其中，所述IndelTal-1的引物对如下：上游引物的序列如SEQIDNO:1所示：5’-ACGCCAGCTCAAGAATCAAG-3’，下游引物的序列如SEQIDNO:2所示：5’-TGGTTCTTGTGGTGAGGTTATG-3’；所述IndelTal-2的引物对如下：上游引物的序列如SEQIDNO:3所示：5’-GTCGATCATTAGGGCTCTCG-3’，下游引物的序列如SEQIDNO:4所示：5’-ATGCAGGGCCATTTGTTAAG-3’。上述两对分子标记的标记多态性好，选择方便，高效。第四方面，本专利技术将两对分子标记在选育合适稻米直链淀粉含量和合适胶稠度水稻品种中的应用：通过分子标记检测水稻品种或品系中是否具有与稻米直链淀粉含量和胶稠度相关的多效QTL。本专利技术利用分子标记方法进行筛选，可鉴别不同稻米直链淀粉含量和胶稠度，从而定向选择，大大提高了育种效率，可加快水稻优异品种的选育进程。具体地，对待鉴定水稻材料的DNA进行PCR扩增，扩增产物进行电泳检测，如扩增出目的DNA片段，则标志着存在调控稻米直链淀粉含量和胶稠度的多效QTL。作为优选，PCR扩增时的PCR反应体系为：上游引物1μL；下游引物1μL；DNA模板2μL；mix酶6μL。反应程序为：94℃预变性3min，94℃预变性30s，57℃退火30s，72℃延伸30s，扩增38个循环，最后72℃终延伸10min。作为优选，所述PCR扩增产物在4%琼脂糖凝胶中进行电泳检测。与现有技术对比，本专利技术的有益效果是：1、目前由于稻米品质遗传的复杂性和传统育种手段的局限性，稻米品质改良进展较慢。本专利技术以粳稻品种热研2号为母本、籼稻品种华占为父本杂交，通过单粒传法，获得120个稳定遗传的株系，共同组成RILS群体，对这套群体各个株系稻米直链淀粉含量和胶稠度进行了测定，同时利用该群体已构建的加密遗传图谱对数据进行QTL作图分析，结果检测到1个同时调控稻米直链淀粉含量和胶稠度的多效QTL位点，其LOD值分别高达6.03和5.48。本专利技术的专利技术点在于构建的遗传连锁图谱密度高，有4858个标记均匀分布于12条染色体上，QTL定位更精确。2、本专利技术发现的与稻米直链淀粉含量和胶稠度相关的多效QTL与稻米直链淀粉含量和胶稠度显著相关，本专利技术的分子标记，其标记多态性非常好，对水稻后代筛选更方便、高效；在育种过程中可以使稻米的蒸煮品质得到有效提升，同时可加快优化水稻品种的进程。在水稻分子辅助育种的过程中，可以培育稻米直链淀粉含量和胶稠度较合适的水稻，优化稻米品质。此种方法简便易行，安全有效，有益于提升稻米品质，从而提高水稻品种的经济价值，适于大规模推广应用。附图说明图1是调控稻米直链淀粉含量和胶稠度的多效QTL定位方法中遗传材料构建流程图。...

【技术保护点】
1.调控稻米直链淀粉含量和胶稠度相关的多效QTL，其特征在于：命名为

【技术特征摘要】
1.调控稻米直链淀粉含量和胶稠度相关的多效QTL，其特征在于：命名为qAC&GC-1，位于水稻4号染色体DNA片段上，遗传距离为10.1cM-12.2cM，物理距离为4207206bp-4766887bp，直链淀粉含量和胶稠度的LOD值分别为6.03和5.48。


2.一种如权利要求1所述的多效QTL的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）以粳稻热研2号、籼稻华占为亲本进行杂交，通过单粒传法，获得若干个稳定遗传的株系，共同组成RILs群体；
2）考察RILs群体稻米直链淀粉含量和胶稠度相关表型数据；
3）利用SNP和Indel标记构建的遗传图谱，通过R-QTL专业软件分析整个染色体组的标记和数量性状表型值的关系，将QTL逐一定位到连锁群的相应位置，并估计其遗传效应；若检测到LOD>3的分子标记，则认为LOD值最高处对应的2个标记间存在1个QTL。


3.与权利要求1所述多效QTL紧密连锁的两对分子标记，其特征在于，分别命名为IndelTal-1和IndelTal-2；
其中，所述IndelTal-1的引物对如下：
上游引物的序列如SEQIDNO:1所示：5’-ACGCCAGCTCAAGAATCAAG-3’，
下游引物的序列如SEQIDNO:2所示：5’-T...

【专利技术属性】
技术研发人员：王跃星，饶玉春，李三峰，朱旭东，林晗，胡萍，焦然，
申请(专利权)人：中国水稻研究所，浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33