检测水稻籽粒小粒形的分子标记及对应的基因和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种调整水稻籽粒粒形的基因的分子标记SSCP1。本发明专利技术还公开了调整水稻籽粒粒形的野生型基因及其用途：调节水稻籽粒粒形。本发明专利技术还公开了水稻突变基因的用途：使水稻籽粒变小变短，千粒重下降。本发明专利技术还公开了一种筛选水稻籽粒粒形的方法：将需要改良粒形的水稻材料与突变体tsg2杂交后构建F

【技术实现步骤摘要】
检测水稻籽粒小粒形的分子标记及对应的基因和应用
本专利技术涉及一种检测水稻籽粒小粒形的分子标记及其应用。
技术介绍
提高水稻产量一直以来都是水稻育种的主要目标，水稻的粒形性状是与水稻产量最为直接相关的农艺性状之一，并且还与稻米品质有一定关系。杂交水稻技术从20世纪70年代问世以来就展现出无与伦比的优势，20多个国家得到推广应用，为解决世界粮食安全问题做出了突出贡献。但是近年来杂交水稻推广形势却不容乐观，呈逐年下降之势。随着农业现技术代化水平提高，杂交水稻的制种无法与现代机械化耕作栽培方式配套，导致生产成本大大提高，而其效益优势逐渐被抵消。杂交水稻制种成本高是杂交稻生产成本高的重要原因之一，而人工成本在杂交稻制种成本中又占有很大比重，机械化制种需求日益提升。因此，在杂交水稻制种过程中，除了选育强优组合，要努力攻克的另一个方面是加强与制种相关机械的研制和开发；父母本同播、同收机械分选是机械化制种一个重要的方向，可以一定程度上解决人工难题，例如可以利用籽粒大小差异的“筛选机”等分离机械。因此，小粒基因的发掘及其功能性分子标记在水稻育种上的应用，对于稻米外观品质和机械制种都有很重大的意义。目前现有的生长调节因子基因，赤霉素信号传递途径是一个关键元件，作为一个植物碳-氮代谢的正调控因子，可以促进氮素吸收、同化和转运途径，以及光合作用、糖类物质代谢和转运等，进而促进植物生长发育维持植物碳-氮代谢平衡，其序列如SEQIDNO:1所述。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种调整水稻籽粒粒形的基因及其用途，以及提供其对应的分子标记SSCP1。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种调整水稻籽粒粒形的基因的分子标记SSCP1，以水稻作为物种，分子标记引物为正向引物：5’-TTTGGCGGATGAGCAGAGTC-3’，反向引物为5’-CCAAAGAACGAAAGTGGCTG-3’。本专利技术还同时提供了一种调整水稻籽粒粒形的基因(野生型基因)，其核苷酸序列如SEQIDNO:1所述。本专利技术还同时提供了上述基因(野生型基因)的用途，调节(正向调节)水稻籽粒粒形，即，使得水稻籽粒变长、变宽。本专利技术还同时提供了一种水稻突变基因的用途：使得水稻籽粒变小变短，千粒重下降；所述水稻突变基因的核苷酸序列为在SEQIDNO:1的基础上作了如下的突变：第3082由G突变为T。本专利技术还同时提供了一种筛选水稻籽粒粒形的方法，利用上述分子标记SSCP1：将需要改良粒形的水稻材料与突变体tsg2杂交后构建F2群体，在群体中利用SSCP1分子标记进行筛选；所述突变体tsg2的核苷酸序列为在SEQIDNO:1的基础上作了如下的突变：第3082由G突变为T。作为本专利技术的筛选水稻籽粒粒形的方法的改进：筛选判断规则为：当条带为野生型或者父本一致时，则判定为HH；当条带为tsg2突变体一致时，则判定为hh；当条带兼有两种类型，则判定为Hh。从而实现检测HH、Hh和hh三种不同的基因型。本专利技术涉及小粒水稻材料tsg2调控小粒基因的图位克隆、基因功能互补及其功能分子标记SSCP1的开发，通过小粒水稻材料tsg2和分子标记SSCP1的配套使用，改良水稻粒形。将需要改良粒形的水稻材料与小粒tsg2杂交后构建F2群体，在群体中利用SSCP1分子标记进行筛选。检测水稻细长粒的分子标记方法包括水稻植株DNA提取、特异性分子标记的PCR扩增、带型分析。小粒水稻材料tsg2和分子标记SSCP1配套使用，可检测HH、Hh和hh三种不同的基因型。本专利技术涉及到小粒基因的定位，特异性分子标记SSCP1的开发，对水稻苗期提取的DNA进行PCR扩增后，根据其PCR产物，检测不同水稻植株的基因型，用于辅助选择粒形育种。该方法具有检测准确性高，操作简单，成本低廉的特点附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1是野生型日本晴和tsg2突变体的籽粒；(a)野生型日本晴和tsg2突变体的籽粒发育过程；DAP:授粉天数(daysafterpollination；DAP)；6DAP、8DAP、10DAP和12DAP分别代表授粉4天、6天、8天、10天和12天以后的水稻籽粒；(b)野生型日本晴和tsg2突变体的成熟种子。标尺为3.4mm；上图代表粒长，下图代表粒宽。图2野生型日本晴和突变体tsg2的稻米颖壳结构；a：野生型日本晴颖壳内表皮薄壁细胞；b：突变体tsg2颖壳内表皮薄壁细胞；c：颖壳内表皮薄壁细胞长度；d：颖壳内表皮薄壁细胞宽度；e：野生型日本晴颖壳外表皮细胞；f：突变体tsg2颖壳外表皮细胞；g：颖壳外表皮薄壁数目；a、b、e和f的标尺为100μm。*：在0.05水平上差异显著；**：在0.01的水平上差异显著；t测验；WT：野生型日本晴；tsg2：突变体tsg2。图3是TSG2的基因定位；(a)TSG2基因初步定位在第2染色体上标记RM497和2MYH02之间；Pl：染色体短臂；ql：染色体长臂；(b)TSG2基因被精细定位到一个78kb的区间；(c)区间中包含7个注释基因；(d)候选基因LOC_Os02g47280的结构；图4基于OsTSG2基因序列开发的SSCP分子标记；野生型为日本晴。图5tsg2小粒突变体及其过表达TSG2基因的两个株系粒形图；(a)粒长；(b)粒宽；(c)粒厚；tsg2：小粒突变体；OE#1：过表达株系1；OE#2：过表达株系2。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。实施例1：突变体tsg2的鉴定及分析通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变处理日本晴，取粳稻种子500g，浸种16h，用4％EMS诱变处理8h，晾干。处理后的种子播种于海南陵水县育种基地，25d秧龄移栽。M1成熟以后混合收种，第二年五月在杭州浙江大学实验农场播种种子，一个月以后移栽，单本插，观测株高、株型、穗部、叶片和生育期等植株性状，筛选各种形态突变体。鉴定到一个小粒的粳稻突变体tsg2，该粳稻突变体tsg2满足小粒形的表型要求。连续多代种植，该突变体的农艺性状表型稳定(表1)。与野生型日本晴比较，在授粉后四天内，tsg3突变体的粒形基本上跟日本晴一致，但是在授粉6天开始，tsg3突变体的粒形粒形明显小于日本晴，在授粉后12天两者差异最为明显(图1a)。成熟后收获种子，发现tsg3突变体的粒长、粒宽均显著小于日本晴(图1b)。虽然突变体tsg2的粒长、粒宽和千粒重明显降低，但是因其分蘖数显著增加，最终导致单株产量明显增加(表1)。表1野生型日本晴和tsg2突变体的农艺性状*和**分别代表在0.05和0.01水平上显著差异。通过扫描电镜分析发现，突变体tsg2的颖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.调整水稻籽粒粒形的基因的分子标记SSCP1，以水稻作为物种，其特征是：分子标记引物为正向引物：5’-TTTGGCGGATGAGCAGAGTC-3’，反向引物为5’-CCAAAGAACGAAAGTGGCTG-3’。/n

【技术特征摘要】
1.调整水稻籽粒粒形的基因的分子标记SSCP1，以水稻作为物种，其特征是：分子标记引物为正向引物：5’-TTTGGCGGATGAGCAGAGTC-3’，反向引物为5’-CCAAAGAACGAAAGTGGCTG-3’。


2.调整水稻籽粒粒形的基因，其特征是：所述基因的核苷酸序列如SEQIDNO:1所述。


3.如权利要求2所述的基因的用途，其特征是：调节水稻籽粒粒形。


4.水稻突变基因的用途，其特征在于：使水稻籽粒变小变短，千粒重下降；
所述水稻突变基因的核苷酸序列为在SEQIDNO:1的基础上作了如下的突变：第3082由G突变为T。

【专利技术属性】
技术研发人员：金晓丽，石春海，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33