水稻粒长控制基因GS3的单倍型鉴定标记及其筛选方法技术

本发明专利技术涉及水稻基因控制技术领域，尤其是指水稻粒长控制基因GS3的单倍型鉴定标记及其筛选方法，所述单倍型分子标记由9个SNP位点组成。本发明专利技术利用分子标记鉴定水稻品种的功能基因，来判断水稻品种的表型，更高效、更直接。更直接。更直接。

【技术实现步骤摘要】
水稻粒长控制基因GS3的单倍型鉴定标记及其筛选方法


[0001]本专利技术涉及水稻基因控制
，尤其是指水稻粒长控制基因GS3的单倍型鉴定标记及其筛选方法。

技术介绍

[0002]水稻是全世界最重要的粮食作物之一，如何提高水稻品种的产量，一直是科学家最主要的目标。禾谷类作物的产量很大程度上取决于其籽粒的大小。GS3是一个控制籽粒大小的主效QTL，它在调节籽粒和器官大小中发挥负调节子的功能。
[0003]分子标记是基于遗传物质DNA基础上的多态性标记，依据标记和性状的关联关系，能够利用基因的功能标记或者紧密连锁标记，快速的鉴定品种所含有的功能基因。SNP标记是数量最多、分布最广泛的一种分子标记。SNP标记的开发是基于DNA测序基础上的(Davey等，Genome
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wide genetic marker discovery and genotyping using next
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generation sequencing.Nat Rev Genet.12:499
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510.)，自从2005年454测序仪问世以来的十多年时间，二代测序技术不断完善，基因组测序效率大大提高，测序成本大幅度下降，大量物种的全基因组序列完成，极大地推进了功能基因组研究的进展。过去几十年里，全球科学家已经克隆了多个水稻基因以及上千份水稻种质资源测序，发现了大量的SNP标记。
[0004]水稻作为单子叶植物研究的模式植物，同时也是全球最重要的粮食作物，对不同的品种进行重测序，利用重测序发现的SNP标记，构建高密度的水稻单倍型图谱(HapMap)，利用全基因组关联分析(Genome
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wide Association Mapping,GWAS)对重要农艺性状进行关联分析，确定重要农艺性状相关的候选基因位点，建立起一套高效快速、成熟稳定、成本低、通量高的基因型鉴定方法(Huang等，Genome
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wide association studies of 14agronomic traits in rice landraces.Nat Genet.2010,42:961
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967)，是分子生物学研究人员优先考虑的方向。
[0005]在水稻中，目前已经完成了4726份栽培稻品种的重测序，其中3243份由黎志康课题组完成，发表在GigaScience上(The 3,000rice genomes project.,2014)，950份由韩斌课题组完成，发表在Nat Genet上(Huang et al.,2010)(Huang et al.,2012)，533份由华中农业大学水稻课题组完成，发表在Nucleic Acids Res上(Zhao et al.,2014)。2021年，四川农业大学钦鹏教授团队完成了33个水稻品种泛基因组的测序和拼装，获得了参考基因组级别的序列，发表在Cell上(Qin et al.,2021)。大规模的、高质量的水稻基因组测序的完成，为筛选功能基因单倍型奠定了坚实的基础。
[0006]GS3 cDNA全长956bp，包含5个外显子，编码一个由232个氨基酸组成的跨膜蛋白。序列分析表明，与小粒品种相比，大粒品种GS3第2外显子中编码第55位半胱氨酸的密码子TGC突变成终止密码子TGA，造成蛋白翻译提前终止(缺失了178个氨基酸)，从而使得类PEBP结构域残缺并缺少其他3个功能域，这表明GS3编码的蛋白对粒重起负调控作用(Fan et al.,2006)。
[0007]水稻品种之间存在差异，实质上是水稻品种间基因型的差异，而DNA分子标记可以
直接反映基因水平上的差异。本专利技术使用的单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphisms,SNP)所反映的DNA遗传变异更多体现在单个碱基的变异水平，在一定程度上弥补了第一代分子标记(如：限制性片段长度多态性，RFLP)和第二代分子标记(如：微卫星DNA多态性，SSR)方法的不足，所以被称为第三代基因遗传标记方法。SNP的主要优点有：密度高、分布广，在水稻中则每232bp出现1个SNP；可快速实现高通量检测，易实现自动化分析。
[0008]水稻种群的基因有着丰富的多样性和复杂的作用机制，是水稻育种改良的遗传基础。长期以来，在全球科学家的努力下极大的丰富了水稻种质资源和水稻优良基因多样性的数据库，这为开展水稻全基因组分子设计育种提供足够的基因来源和育种亲本精确选择的遗传信息，为培育高产、优质、多抗水稻新品种奠定基础。本专利技术基于功能基因开发精准鉴定标记，并将研究成果运用到水稻遗传改良中。

技术实现思路

[0009]本专利技术要解决的技术问题是提供水稻粒长控制基因GS3的单倍型鉴定标记及其筛选方法，利用分子标记鉴定水稻品种的功能基因，来判断水稻品种的表型，更高效、更直接。
[0010]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]水稻粒长控制基因GS3的单倍型鉴定标记，所述单倍型分子标记由9个SNP位点组成，SNP位点信息如下：
[0012]SNP1所在基因组位置为3号染色体16735870bp，该处碱基为T；
[0013]SNP2所在基因组位置为3号染色体16738719bp，该处碱基为C；
[0014]SNP3所在基因组位置为3号染色体16748214bp，该处碱基为C；
[0015]SNP4所在基因组位置为3号染色体16749678bp，该处碱基为C；
[0016]SNP5所在基因组位置为3号染色体16751964bp，该处碱基为T；
[0017]SNP6所在基因组位置为3号染色体16758967bp，该处碱基为A；
[0018]SNP7所在基因组位置为3号染色体16766909bp，该处碱基为G；
[0019]SNP8所在基因组位置为3号染色体16780934bp，该处碱基为G；
[0020]SNP9所在基因组位置为3号染色体16783495bp，该处碱基为G；
[0021]以上SNP位点的物理位置是基于日本晴的全基因组序列MSU7.0版本确定。
[0022]优选地，所述单倍型分子标记由105个SNP位点组成，SNP位点信息如下：
[0023]SNP1所在基因组位置为3号染色体16683951bp，该处碱基为A；
[0024]SNP2所在基因组位置为3号染色体16684942bp，该处碱基为T；
[0025]SNP3所在基因组位置为3号染色体16685993bp，该处碱基为A；
[0026]SNP4所在基因组位置为3号染色体16686946bp，该处碱基为G；
[0027]SNP5所在基因组位置为3号染色体16687931bp，该处碱基为T；
[0028]SNP6所在基因组位置为3号染色体16688825bp，该处碱基为G；
[0029]SNP7所在基因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水稻粒长控制基因GS3的单倍型鉴定标记，其特征在于：所述单倍型分子标记由9个SNP位点组成，SNP位点信息如下：SNP1所在基因组位置为3号染色体16735870bp，该处碱基为T；SNP2所在基因组位置为3号染色体16738719bp，该处碱基为C；SNP3所在基因组位置为3号染色体16748214bp，该处碱基为C；SNP4所在基因组位置为3号染色体16749678bp，该处碱基为C；SNP5所在基因组位置为3号染色体16751964bp，该处碱基为T；SNP6所在基因组位置为3号染色体16758967bp，该处碱基为A；SNP7所在基因组位置为3号染色体16766909bp，该处碱基为G；SNP8所在基因组位置为3号染色体16780934bp，该处碱基为G；SNP9所在基因组位置为3号染色体16783495bp，该处碱基为G；以上SNP位点的物理位置是基于日本晴的全基因组序列MSU7.0版本确定。2.根据权利要求1所述的水稻粒长控制基因GS3的单倍型鉴定标记，其特征在于：所述单倍型分子标记由105个SNP位点组成，SNP位点信息如下：SNP1所在基因组位置为3号染色体16683951bp，该处碱基为A；SNP2所在基因组位置为3号染色体16684942bp，该处碱基为T；SNP3所在基因组位置为3号染色体16685993bp，该处碱基为A；SNP4所在基因组位置为3号染色体16686946bp，该处碱基为G；SNP5所在基因组位置为3号染色体16687931bp，该处碱基为T；SNP6所在基因组位置为3号染色体16688825bp，该处碱基为G；SNP7所在基因组位置为3号染色体16689896bp，该处碱基为G；SNP8所在基因组位置为3号染色体16690397bp，该处碱基为C；SNP9所在基因组位置为3号染色体16690429bp，该处碱基为G；SNP10所在基因组位置为3号染色体16690861bp，该处碱基为C；SNP11所在基因组位置为3号染色体16691940bp，该处碱基为A；SNP12所在基因组位置为3号染色体16692834bp，该处碱基为A；SNP13所在基因组位置为3号染色体16693508bp，该处碱基为T；SNP14所在基因组位置为3号染色体16693675bp，该处碱基为T；SNP15所在基因组位置为3号染色体16694900bp，该处碱基为G；SNP16所在基因组位置为3号染色体16695507bp，该处碱基为T；SNP17所在基因组位置为3号染色体16696937bp，该处碱基为T；SNP18所在基因组位置为3号染色体16697757bp，该处碱基为C；SNP19所在基因组位置为3号染色体16698667bp，该处碱基为T；SNP20所在基因组位置为3号染色体16699850bp，该处碱基为A；SNP21所在基因组位置为3号染色体16700837bp，该处碱基为G；SNP22所在基因组位置为3号染色体16701753bp，该处碱基为G；SNP23所在基因组位置为3号染色体16702543bp，该处碱基为T；SNP24所在基因组位置为3号染色体16703703bp，该处碱基为G；SNP25所在基因组位置为3号染色体16704788bp，该处碱基为T；
SNP26所在基因组位置为3号染色体16705962bp，该处碱基为G；SNP27所在基因组位置为3号染色体16706836bp，该处碱基为C；SNP28所在基因组位置为3号染色体16707940bp，该处碱基为G；SNP29所在基因组位置为3号染色体16708948bp，该处碱基为T；SNP30所在基因组位置为3号染色体16709927bp，该处碱基为G；SNP31所在基因组位置为3号染色体16711077bp，该处碱基为T；SNP32所在基因组位置为3号染色体16711885bp，该处碱基为T；SNP33所在基因组位置为3号染色体16712960bp，该处碱基为T；SNP34所在基因组位置为3号染色体16713630bp，该处碱基为T；SNP35所在基因组位置为3号染色体16714963bp，该处碱基为G；SNP36所在基因组位置为3号染色体16715129bp，该处碱基为A；SNP37所在基因组位置为3号染色体16715885bp，该处碱基为C；SNP38所在基因组位置为3号染色体16716450bp，该处碱基为C；SNP39所在基因组位置为3号染色体16717928bp，该处碱基为G；SNP40所在基因组位置为3号染色体16718865bp，该处碱基为C；SNP41所在基因组位置为3号染色体16719759bp，该处碱基为G；SNP42所在基因组位置为3号染色体16720947bp，该处碱基为G；SNP43所在基因组位置为3号染色体16721914bp，该处碱基为G；SNP44所在基因组位置为3号染色体16722936bp，该处碱基为C；SNP45所在基因组位置为3号染色体16723936bp，该处碱基为C；SNP46所在基因组位置为3号染色体16724816bp，该处碱基为C；SNP47所在基因组位置为3号染色体16725937bp，该处碱基为T；SNP48所在基因组位置为3号染色体16726916bp，该处碱基为T；SNP49所在基因组位置为3号染色体16727905bp，该处碱基为T；SNP50所在基因组位置为3号染色体16728900bp，该处碱基为G；SNP51所在基因组位置为3号染色体16729365bp，该处碱基为A；SNP52所在基因组位置为3号染色体16730746bp，该处碱基为A；SNP53所在基因组位置为3号染色体16731270bp，该处碱基为T；SNP54所在基因组位置为3号染色体16732914...

【专利技术属性】
技术研发人员：周发松，陈耿华，丁怡雯，
申请(专利权)人：徐州锦莱卓生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：