一种培育菌根高效共生籼型水稻的方法技术

本发明专利技术公开一种培育菌根高效共生籼型水稻的方法，包括步骤一、设计分子标记，步骤二、设计引物并利用引物进行PCR扩增，步骤三、电泳检测并读取OsCERK1的基因型，步骤四、亲本与籼稻的杂交、回交和自交并筛选OsCERK1

【技术实现步骤摘要】
一种培育菌根高效共生籼型水稻的方法


[0001]本专利技术涉及作物分子遗传育种
，尤其涉及一种培育菌根高效共生籼型水稻的方法。

技术介绍

[0002]丛枝菌根真菌又称AM真菌，是一类分布最广泛的土壤真菌，能够与80％的陆生植物共生形成丛枝菌根，在这个共生系统中，AM真菌从植物体获取脂类等有机物用于自身的生长代谢，同时协助植物从土壤中吸收水分和矿物质，这种菌根的形成可以扩大根系面积，增加植物对土壤养分的吸收能力，并提高养分利用效率，AM真菌与植物之间的共生过程包括相互识别、物理接触和菌根形成，涉及到复杂的分子机制，植物中相关基因的变异可能会提高其与AM真菌的共生效率。
[0003]OsCERK1
DY
基因是从东乡野生稻中成功克隆的调控水稻与AM真菌共生效率的关键基因，携带该基因的水稻能与AM真菌高效共生，如参考文献[Huang R L,Li Z,Mao C,et al.Natural variation at OsCERK1regulates arbuscular mycorrhizal symbiosis in rice.New Phytologist,2020,225(4):1762
‑
1776]，该研究结果被专文点评为开辟了水稻与AM真菌共生研究与育种利用的新领域，具有极大的实际应用价值[Benoit L.An opportunity to breed rice for improve benefits from the arbuscular mycorrhizal symbiosis.NewPhytologist,2020,225(4):1404
‑
1406]。
[0004]而目前的籼稻OsCERK1基因产生的菌根共生效应较弱，在水稻单倍型分析项目和水稻变异图的4660份栽培稻品种中，没有任何一个品种含有与OsCERK1
DY
完全相同的单倍体型，导致在此方面缺乏高效育种方法，因此，本专利技术提出一种培育菌根高效共生籼型水稻的方法以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的在于提出一种培育菌根高效共生籼型水稻的方法，该培育菌根高效共生籼型水稻的方法操作简便，实验无需特殊的试剂和耗材，单个样品的检测成本很低，有利于开展大规模标记辅助选择育种。
[0006]为实现本专利技术的目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种培育菌根高效共生籼型水稻的方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一、针对控制菌根共生效率基因OsCERK1启动子区域的序列特征设计分子标记；
[0008]步骤二、设计引物GPC5
‑
F和引物GPC5
‑
R，并利用该组引物对样品目标片段进行PCR扩增，获得样品的扩增产物；
[0009]步骤三、使用3％的琼脂糖凝胶对扩增产物进行电泳检测，并根据产物片段长度读取OsCERK1的基因型；
[0010]步骤四、将OsCERK1
DY
基因供体亲本与籼稻分别进行杂交、回交和自交，利用标记对
各世代单株进行检测，筛选出OsCERK1
DY
基因纯合的稳定株系。
[0011]进一步改进在于：所述步骤一中的分子标记位于水稻第8号染色体上OsCERK1基因启动子区域内，所述步骤四中的籼稻在OsCERK1基因上游652bp位置插入一段47bp的序列。
[0012]进一步改进在于：所述步骤二中所用引物GPC5
‑
F核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，位于OsCERK1
DY
基因上游第718bp
‑
699bp位置，引物GPC5
‑
R核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，位于OsCERK1
DY
基因上游第469bp
‑
489bp位置。
[0013]进一步改进在于：所述步骤四中OsCERK1
DY
基因的纯合样品扩增产物为250bp条带，籼稻型样品为297bp条带，获得的杂合型样品同时出现250bp和297bp条带。
[0014]进一步改进在于：所述步骤三中电泳检测操作具体为，先以0.5
×
TBE作为电泳缓冲液，取100ml加入至3g的琼脂糖中，煮沸使琼脂糖完全融化，凝胶自然冷却3min后倒入制胶槽中并插入梳齿，待凝胶完全冷却形成3％琼脂糖凝胶后拔出梳齿；每个扩增样品取10μl点样电泳，电泳电压为150V，时长为1h；电泳完成后用UVP凝胶成像系统即可观察结果。
[0015]进一步改进在于：所述步骤四中杂交、回交和自交具体包括
[0016]S1、以含有OsCERK1
DY
基因的水稻单片段代换系CSSL
‑
DY为供体亲本，与作为受体亲本的籼稻材料杂交，获得16个F1代单株，并进行杂合型分子标记检测；
[0017]S2、以杂交F1代为父本与籼稻材料回交，对BC1F1代单株进行分子标记检测，获得含有OsCERK1
DY
基因的杂合型单株；
[0018]S3、以杂合型BC1F1单株为父本与籼稻材料再次回交，对BC2F1代单株进行分子标记检测，获得13个BC2F1杂合型单株；
[0019]S4、用13个BC2F1杂合型单株自交收种，然后种植BC2F2群体，并用分子标记从每个群体中筛选出3个OsCERK1
DY
基因纯合的单株；
[0020]S5、用筛选出的OsCERK1
DY
基因纯合的单株进行自交，收种后种植BC2F3纯合株系；
[0021]S6、对BC2F3株系的农艺性状进行考察，获得表现稳定的菌根高效共生籼稻品系。
[0022]进一步改进在于：所述S1中杂合型单株分子标记检测结果全部为杂合型，所述S2中分子标记检测结果含有OsCERK1
DY
基因的杂合型单株有8个，所述S6中最终获得了5份表现稳定的菌根高效共生籼稻品系，所述S1
‑
S4中的分子标记检测均使用引物GPC5
‑
F和引物GPC5
‑
R进行扩增。
[0023]本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的分子标记可以用于将OsCERK1
DY
基因向大部分籼稻品种的杂交转育，拓宽了OsCERK1
DY
基因应用范围，同时提供的分子标记为共显性，能够在低世代筛选出OsCERK1
DY
基因纯合单株，加快育种进程；
[0024]本专利技术方法操作简便，实验无需特殊的试剂和耗材，单个样品的检测成本很低，有利于开展大规模标记辅助选择育种。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例一方法流程图。
[0026]图2为本专利技术实施例一亲本材料的分子标记检测结果图。
[0027]图3为本专利技术实施例一BC2F2群体的分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种培育菌根高效共生籼型水稻的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、针对控制菌根共生效率基因OsCERK1启动子区域的序列特征设计分子标记；步骤二、设计引物GPC5
‑
F和引物GPC5
‑
R，并利用该组引物对样品目标片段进行PCR扩增，获得样品的扩增产物；步骤三、使用3％的琼脂糖凝胶对扩增产物进行电泳检测，并根据产物片段长度读取OsCERK1的基因型；步骤四、将OsCERK1
DY
基因供体亲本与籼稻分别进行杂交、回交和自交，利用标记对各世代单株进行检测，筛选出OsCERK1
DY
基因纯合的稳定株系。2.根据权利要求1所述的一种培育菌根高效共生籼型水稻的方法，其特征在于：所述步骤一中的分子标记位于水稻第8号染色体上OsCERK1基因启动子区域内，所述步骤四中的籼稻在OsCERK1基因上游652bp位置插入一段47bp的序列。3.根据权利要求1所述的一种培育菌根高效共生籼型水稻的方法，其特征在于：所述步骤二中所用引物GPC5
‑
F核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，位于OsCERK1
DY
基因上游第718bp
‑
699bp位置，引物GPC5
‑
R核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，位于OsCERK1
DY
基因上游第469bp
‑
489bp位置。4.根据权利要求1所述的一种培育菌根高效共生籼型水稻的方法，其特征在于：所述步骤四中OsCERK1
DY
基因的纯合样品扩增产物为250bp条带，籼稻型样品为297bp条带，获得的杂合型样品同时出现250bp和297bp条带。5.根据权利要求1所述的一种培育菌根高效共生籼型水稻的方法，其特征在于：所述步骤三中电泳检测操作具体为，先以0.5

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宙，黄仁良，沈显华，韩瑞才，朱珊，汤国平，
申请(专利权)人：江西省农业科学院水稻研究所，
类型：发明
国别省市：