一种水稻糊化温度基因ALK的分子标记及其引物和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种水稻糊化温度基因ALK的分子标记及其引物和应用，该分子标记物的核苷酸序列如SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示。高碱消值水稻扩增产物的核苷酸序列如SEQ ID No.3所示，中碱消值水稻扩增产物的核苷酸序列如SEQ ID No.4所示，杂合基因型水稻材料同时扩增出如SEQ ID No.3所示和如SEQ ID No.4所示的条带。本发明专利技术能够实现使用简单可靠的方法快速检测水稻分子标记辅助育种高/中碱消值材料的鉴定。的鉴定。的鉴定。

【技术实现步骤摘要】
一种水稻糊化温度基因ALK的分子标记及其引物和应用


[0001]本专利技术涉及一种水稻糊化温度基因的分子标记，具体涉及一种水稻糊化温度基因ALK的分子标记及其引物和应用。

技术介绍

[0002]稻米品质主要包含了碾磨品质、外观品质、营养品质和蒸煮食味品质等4个方面。这4个品质性状的评价指标涵盖了一系列物理到生化的特性。水稻自身的遗传因素是决定这些性状的主要原因，因此，研究稻米品质的一系列遗传机理具有极为重要的意义。到目前为止，科学家们已对多个与稻米品质相关的基因进行了QTL定位，其中部分已被克隆并进行了功能验证，这些被克隆的基因和QTL，多数已被开发成分子标记，利用这些分子标记辅助选择技术可以提高水稻品质改良的育种效率。
[0003]稻米的蒸煮食味品质(eating and cooking quality，ECQ)是评价水稻品质最为重要的指标之一，其决定了米饭蒸煮时的一系列特性、以及米饭煮熟后的质地和黏度等。目前在国际上所用的稻米蒸煮食味品质评价指标基本规范统一，其中主要包括直链淀粉含量(Amylose Content，AC)、胶稠度(Gel Consistency，GC)和糊化温度(Gelatinization Temperature，GT)3个主要理化性状。
[0004]糊化温度是指水稻淀粉颗粒在加热过程中发生的不可逆膨胀，且淀粉晶体结构开始融化时的一个温度范围，它是反映稻米在蒸煮过程中所需要的能量、水分和时间以及稻米胀性的一个指标。一般糊化温度高的稻米，其蒸煮时需要的水分和时间就更多，米饭也就越难煮熟。同时，糊化温度是仅次于直链淀粉含量的评价水稻稻米蒸煮品质的重要指标，稻米的糊化温度范围一般是在55℃到79℃之间，根据水稻品种稻米特性的不同，其糊化温度可以分为高糊化温度(>74℃)、中糊化温度(70℃～74℃)以及低糊化温度(<70℃)三个不同的级别。
[0005]由于条件的限制，对糊化温度直接进行测定的操作比较困难，所以通常我们采用其它的方式来间接的表示糊化温度的高低。目前，主要采用碱消值(Alkali spread value，ASV)、成糊温度(pasting temperature)或者差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry，DSC)等来衡量稻米糊化温度。其中，碱消值是指稻米的整精米在1.7％KOH溶液中恒温(30℃
±
2℃)培养24h后其米粒的消解程度，其与糊化温度是呈负相关，即消解程度越高，则对应的糊化温度就越低。一般将碱消值分为7个级别，其中低碱消值1～2级对应的是高糊化温度(GT>74℃)，中碱消值3～5级则对应中糊化温度(GT在70℃
‑
74℃范围内)，而高碱消值6～7级对应低糊化温度(GT＜70℃)。人们通常针对用米的目的，选择糊化温度不同的品种，以ASV为6～7级的稻米品质为高品质，因为其在蒸煮时不需要太多的水分和太久的时间，而罐头制作则需要高糊化温度的品种。因此对水稻糊化温度基因的克隆，有助于水稻品质的分子改良。
[0006]目前的研究表明，糊化温度主要受ALK基因控制。ALK基因又称为SSSⅡa或SSS
Ⅱ‑
3，在水稻胚乳中特异表达，主要负责延伸支链淀粉的短支链和合成中等长度的葡聚糖链，
从而使支链淀粉具有中等长度的分支，导致淀粉颗粒的形态结构的改变。高振宇等人发现ALK基因含有8个外显子和7个内含子，其cDNA全长2409bp，编码一个由803个氨基酸组成的功能蛋白，其在双科早和C堡两个材料中有3处碱基(SNP264G/C、SNP1789G/A、SNP2319GC/TT)的突变导致了氨基酸的改变(Map
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based cloning of the ALK gene,which controls the gelatinization temperature of rice[J].China CLife,2003,46(6):661
‑
668)。李闯等人的研究表明，ALK主要有三种等位基因型，其主要受第8外显子的三个SNP的突变影响水稻的糊化温度，分别是SNP4198A/G，SNP4329G/T和SNP4330C/T，根据3个外显子的突变，可将ALK等位基因型分为3种，分别是ALK
A
(A/GC)、ALK
G
(G/GC)和ALK
T
(G/TT)，其中ALK
A
(A/GC)控制低糊化温度(＜66℃)、ALK
T
(G/TT)控制中低糊化温度(66℃～70℃)，而ALK
G
(G/GC)则控制中高糊化温度(＞70℃)(云南哈尼梯田当前栽培水稻ALK基因的遗传多样性及与稻米糊化温度的关联分析[J].作物学报,2017,43(3):343
‑
353；Nucleotide Diversity and Molecular Evolution oftheALK Gene in Cultivated Rice and its Wild Relatives[J].Plant Molecular Biology Reporter,2016,34(5):1
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8；ALK,the key gene for gelatinization temperature,is a modifier gene for gel consistency in rice[J].JournalofIntegrativePlantBiology,2011(09):756
‑
765)。
[0007]稻米的糊化温度是水稻重要的蒸煮品质性状，是由多个微效基因共同控制的复杂数量性状，且极易受到环境等其他因素的影响，在水稻育种中难以直接通过表型来进行准确选择，而且稻米糊化温度要等成熟收获后才能进行鉴定，鉴定前需要出糙，费时费力。通过设计目标基因的功能标记进行分子标记辅助选择能够快速准确的鉴定目标基因的不同等位基因型，能够快速准确筛选到包含目标基因的单株。因此，获得ALK基因的功能标记能快速、准确鉴定目标基因的等位基因型，是开展ALK基因分子标记辅助选择的重要前提。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种水稻糊化温度基因ALK的分子标记及其引物和应用，能够实现使用简单可靠的方法快速检测水稻分子标记辅助育种高/中碱消值材料的鉴定。
[0009]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种水稻糊化温度基因ALK的分子标记物，该分子标记的核苷酸序列如SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示。高碱消值(低糊化温度)水稻扩增产物的核苷酸序列如SEQ ID No.3所示，中碱消值(中糊化温度)水稻扩增产物的核苷酸序列如SEQ ID No.4所示，杂合基因型水稻材料同时扩增出如SEQ ID No.3所示和如SEQ ID No.4所示的条带。
[0010]本专利技术的另一目的是提供一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水稻糊化温度基因ALK的分子标记物，其特征在于，该分子标记物的核苷酸序列如SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示。2.一种水稻糊化温度基因ALK的分子标记的引物对，其特征在于，该引物对针对如权利要求1所述的分子标记物，该引物对的核苷酸序列如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示。3.如权利要求1所述的分子标记物在高/中碱消值水稻材料的鉴定及高碱消值材料选择育种中的应用。4.一种鉴定高/中碱消值水稻材料的方法，其特征在于，该方法包含：以待检测水稻材料的基因组为DNA模板，采用如权利要求2所述的引物对进行PCR扩增，根据扩增产物判断：若待检测水稻材料扩增出长度为143bp的条带，则该待检测水稻材料为高碱消值水稻材料；若待检测水稻材料扩增出长度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利平，高方远，任光俊，任鄄胜，吕建群，刘松，
申请(专利权)人：四川省农业科学院作物研究所，
类型：发明
国别省市：