紫色叶水稻两系不育系及其选育方法与应用技术

本发明专利技术属于分子生物育种技术领域，公开了一种紫色叶水稻两系不育系及其选育方法与应用。本发明专利技术紫色叶水稻两系不育系由水稻紫色叶性状基因DFR和plr4的分子标记辅助选育，其与绿叶稻的杂种F1及其自交产生的植株在秧苗期乃至整个生长发育过程均呈现叶色差异，杂种F1植株表现为绿叶，而自交系产生的植株则表现为紫叶，可应用于杂交水稻育种中种子纯度的鉴定、辅助去杂或自动排假。本发明专利技术方法可缩短育种年限，提高选育的精准性，减小育种群体，降低育种成本，克服了现有带紫叶标记的不育系采用的传统育种方法存在选育进程较长且缺乏相对的精准性，需要构建较大的育种群体，育种成本高等缺点，为两系杂交水稻繁制种中的排假除杂提供便利高效的方法。提供便利高效的方法。提供便利高效的方法。

【技术实现步骤摘要】
紫色叶水稻两系不育系及其选育方法与应用


[0001]本专利技术涉及分子生物育种
，具体涉及一种紫色叶水稻两系不育系及其选育方法与应用。

技术介绍

[0002]水稻是中国重要的粮食作物，其中两系杂交水稻年种植面积约占水稻总播种面积的1/4，但水稻两系不育系因本身种性或天气影响等原因，种子常有3％～5％的自交混杂，每年因此造成的稻谷损失达5
‑
6亿公斤，因此，如何快速有效地鉴别假杂种是两系杂种优势利用的关键环节之一。紫叶性状是一种特殊的叶色标记性状，表达稳定且在整个生育期都易于识别，导入两系不育系后可有效便捷地解决杂交水稻繁制种中的假杂种鉴别问题。国内外已先后选育出带紫叶标记的不育系，如两系不育系中紫S、明紫
‑
2S和明紫
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3S、99H114紫S，三系不育系紫IIA、先红A。但是这些选育的紫叶不育系均采用传统育种方法选育，存在选育进程较长且缺乏相对的精准性，需要构建较大的育种群体，育种成本高等问题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种紫色叶水稻两系不育系及其选育方法。本专利技术紫色叶水稻两系不育系为利用分子标记辅助选育，利用紫色突变体将紫色叶基因导入两系不育系中，培育出农艺性状优良且带紫色叶标记的新两系不育系。本专利技术方法可以缩短育种年限，提高选育的精准性，减小育种群体，降低育种成本，解决了现有带紫叶标记的不育系采用的传统育种方法存在选育进程较长且缺乏相对的精准性，需要构建较大的育种群体，育种成本高等问题，为两系杂交水稻繁制种中的排假除杂提供便利高效的方法。
[0004]本专利技术所采用的技术方案如下：一种紫色叶水稻两系不育系，由水稻紫色叶性状基因DFR和plr4的分子标记辅助选育。
[0005]进一步的，以上所述的紫色叶水稻两系不育系，所述水稻紫色叶性状基因DFR的分子标记引物序列为：
[0006]DFR
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Fc GAAGGTGACCAAGTTCATGCTTGGAGCTGGCGGGGTC；
[0007]DFR
‑
Fa GAAGGTCGGAGTCAACGGATTCTGGAGCTGGCGGGGTA；
[0008]DFR
‑
R2 TCCTCGCCCAGGTCGG。
[0009]进一步的，以上所述的紫色叶水稻两系不育系，所述水稻紫色叶性状基因plr4的分子标记引物序列为：
[0010]plr4LDF TGTCGCAATTTCTTACAATC；
[0011]plr4LDR CGTTACGCCAGACTACTACC。
[0012]以上所述的紫色叶水稻两系不育系的选育方法，包括以下步骤：
[0013](1)以紫叶水稻材料先红B为父本与细长粒型的绿叶水稻泰丰B杂交得F1代种子；
[0014](2)种植步骤(1)所得的F1代种子，植株全部为绿叶，与绿叶两系不育系08S杂交得复交F1代种子；
[0015](3)种植步骤(2)所得的复交F1代种子，进行水稻紫色叶性状基因DFR、plr4的分子标记跟踪，选择其中的细长粒可育单株与绿叶两系不育系08S杂交得BC1F1代种子；
[0016](4)种植步骤(3)所得的BC1F1代种子，进行DFR、plr4分子标记跟踪，选择其中的细长粒可育单株与绿叶两系不育系材料08S回交获得BC2F1代种子；
[0017](5)种植步骤(4)所得的BC2F1代种子，选择农艺性状优良的细长粒紫叶不育单株，逐年种植自交株系至BC2F8；
[0018](6)种植步骤(5)所得的BC2F8代种子，选择紫色叶、株叶型好、柱头外露率高、米质优的植株即为紫色叶两系不育系材料。
[0019]进一步的，以上所述的紫色叶水稻两系不育系的选育方法，所述步骤(3)中水稻紫色叶性状基因DFR的分子标记包括以下步骤：
[0020]S1、提取水稻植株的基因组DNA；
[0021]S2、PCR扩增：将权利要求2所述的3条引物DFR
‑
Fc、DFR
‑
Fa和DFR
‑
R2及两条通用荧光引物：#1：GAAGGTGACCAAGTTCATGCT；#2：GAAGGTCGGAGTCAACGGATT同时加入到PCR反应体系中，对水稻植株中的DFR基因进行扩增；
[0022]S3、将PCR产物在酶标仪中进行荧光信号值的快速读取，通过SNP decoder工具进行基因分型，荧光扫描获得FAM荧光信号的是紫叶相关的DFR等位基因类型材料，扫描获得HEX荧光信号的是绿叶相关的dfr等位基因类型材料，扫描结果为红色信号，则表示该样品为杂合状态。
[0023]进一步的，以上所述的紫色叶水稻两系不育系的选育方法，所述步骤(3)中水稻紫色叶性状基因plr4的分子标记包括以下步骤：
[0024]R1、提取水稻植株的基因组DNA；
[0025]R2、PCR扩增：将权利要求3所述的2条引物plr4LDF和plr4LDR同时加入到PCR反应体系中，对所述的水稻植株中的plr4基因进行扩增；
[0026]R3、将PCR产物在包含荧光染料GelRed的琼脂糖凝胶上进行电泳检测，读取条带，条带210bp的是紫叶相关的plr4等位基因类型材料，条带135bp的是绿叶相关的plr4等位基因类型材料，两条条带都存在则表示该样品为杂合状态。
[0027]更进一步的，以上所述的紫色叶水稻两系不育系的选育方法，所述水稻紫色叶性状基因DFR的分子标记步骤S2中的PCR反应体系为：
[0028]10μL：5μL 2
×
PARMS master mix，
[0029]0.15μL10 mM DFR
‑
Fc标记引物，
[0030]0.15μL10 mM DFR
‑
Fa标记引物，
[0031]0.4μL10 mM DFR
‑
R2反向引物，
[0032]1μL模板DNA，3.3μL ddH2O；
[0033]PCR反应程序为：
[0034]先94℃，3min；
[0035]再10个循环94℃，20sec，1min，退火温度从65℃开始，每个循环降低0.8℃；
[0036]最后30个循环94℃，20sec，57℃，1min。
[0037]更进一步的，以上所述的紫色叶水稻两系不育系的选育方法，所述水稻紫色叶性状基因plr4的分子标记步骤R2中的PCR反应体系为：
[0038]10μL：5μL 2
×
Taq PCR MasterMix，
[0039]0.15μL10 mM plr4LDF标记引物，
[0040]0.15μL10 mM plr4LDR标记引物，
[0041]1μL模板DNA，3.7μL ddH2O；
[0042]PCR反应程序为：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫色叶水稻两系不育系，其特征在于，所述紫色叶水稻两系不育系由水稻紫色叶性状基因DFR和plr4的分子标记辅助选育。2.根据权利要求1所述的紫色叶水稻两系不育系，其特征在于，所述水稻紫色叶性状基因DFR的分子标记引物序列为：DFR
‑
Fc GAAGGTGACCAAGTTCATGCTTGGAGCTGGCGGGGTC；DFR
‑
Fa GAAGGTCGGAGTCAACGGATTCTGGAGCTGGCGGGGTA；DFR
‑
R2 TCCTCGCCCAGGTCGG。3.根据权利要求1所述的紫色叶水稻两系不育系，其特征在于，所述水稻紫色叶性状基因plr4的分子标记引物序列为：plr4LDF TGTCGCAATTTCTTACAATC；plr4LDR CGTTACGCCAGACTACTACC。4.如权利要求1所述的紫色叶水稻两系不育系的选育方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以紫叶水稻材料先红B为父本与细长粒型的绿叶水稻泰丰B杂交得F1代种子；(2)种植步骤(1)所得的F1代种子，植株全部为绿叶，与绿叶两系不育系08S杂交得复交F1代种子；(3)种植步骤(2)所得的复交F1代种子，进行水稻紫色叶性状基因DFR、plr4的分子标记跟踪，选择其中的细长粒可育单株与绿叶两系不育系08S杂交得BC1F1代种子；(4)种植步骤(3)所得的BC1F1代种子，进行DFR、plr4分子标记跟踪，选择其中的细长粒可育单株与绿叶两系不育系材料08S回交获得BC2F1代种子；(5)种植步骤(4)所得的BC2F1代种子，选择农艺性状优良的细长粒紫叶不育单株，逐年种植自交株系至BC2F8；(6)种植步骤(5)所得的BC2F8代种子，选择紫色叶、株叶型好、柱头外露率高、米质优的植株即为紫色叶两系不育系材料。5.根据权利要求4所述的紫色叶水稻两系不育系的选育方法，其特征在于，所述步骤(3)中水稻紫色叶性状基因DFR的分子标记包括以下步骤：S1、提取水稻植株的基因组DNA；S2、PCR扩增：将权利要求2所述的3条引物DFR
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Fc、DFR
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Fa和DFR
‑
R2及两条通用荧光引物：#1：GAAGGTGACCAAGTTCATGCT；#2：GAAGGTCGGAGTCAACGGATT同时加入到PCR反应体系中，对水稻植株中的DFR基因进行扩增；S3、将PCR产物在酶标仪中进行荧光信号值的快速读取，通过SNP decod...

【专利技术属性】
技术研发人员：高菊，刘开强，邓国富，苏树权，高利军，黄娟，卿冬进，潘英华，伍豪，周维永，梁海福，戴高兴，李经成，陈韦韦，
申请(专利权)人：广西壮族自治区农业科学院，
类型：发明
国别省市：