水稻分蘖角度的基因的分子标记方法及其专用引物技术

本发明专利技术涉及分子生物技术领域，具体是一种水稻分蘖角度的基因的分子标记方法及其专用引物。所述控制水稻分蘖角度的基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。控制水稻分蘖角度的蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。扩增上述控制水稻分蘖角度的基因的引物，其序列如SEQ ID NO.15

【技术实现步骤摘要】
水稻分蘖角度的基因的分子标记方法及其专用引物


[0001]本专利技术涉及分子生物
，具体是一种控制水稻分蘖角度性状的基因分子标记方法及其专用引物。

技术介绍

[0002]水稻是我国60％以上人口的主粮，随着人口的增加，农村劳动里的减少，粮食危机愈发严重。构建理想株型是增加水稻产量的一个有效措施，最早的关于水稻理想株型的概念是Donald等与1986年提出，认为理想株型由光合作用、生长发育和作物产量的相关性共同构成，理想株型能最大程度上提高光合作用效率。在水稻株型构成因素中，分蘖的松散程度可以直接影响到水稻的群体结构、光能利用以及感病率，分蘖角度过于松散或者过于紧凑会导致水稻有效穗减少、结实率降低，对产量造成影响。1960年至1998年期间，半矮秆品种的应用以及相关作物品种的改良使亚洲水稻产量几乎翻了一倍，袁隆平院士的“超高产杂交水稻理想株型“提出了具体的超高产株型指标，水稻育种面临的主要挑战之一是构建理想株型以提高冠层辐射利用率，从而提高粮食产量。
[0003]QTL定位实质上就是分析构建的特定群体的整个基因组的DNA标记与目标性状表型值的关系，通过标记和QTL之间交换率的计算而定位到连锁群的相应位置，并估计其遗传效应。因此QTL又称统计基因，其定位的准确性依赖于统计模型和方法的应用(何风华等，2004)。一般步骤包括构：建遗传连锁图；选择含有相对性状的纯系进行杂交，以获得适宜的群体；检测分离世代群体中的每个个体的标记基因和数量性状值；分析标记基因和数量性状值间的关联性，确定QTL在染色体上的位置，估计QTL的相关的遗传参数。
[0004]水稻的分蘖角度作为塑造理想株型的主要性状之一，决定植株的单位面积种植密度及作物产量。理想的分蘖角度既能避免角度过小导致因高湿度诱发的一些病害，又能避免因匍匐生长导致的光合作用效率降低和单位面积产量的下降，因此，在水稻的长期驯化和遗传改良过程中受到了人类的选择。然而，关于水稻分蘖角度遗传分子机制的研究直到近30年才得到较快发展。水稻不同品种间的分蘖角度存在较大的自然变异，然而，目前已知控制分蘖角度的基因很是有限，尤其是控制分蘖角度自然变异的相关基因。因此，目前急需挖掘更多的分蘖角度相关的基因来更好的完善其遗传基础，从而辅助育种。
[0005]现有技术CN 107937409 B公开了一种TAC3基因的序列如SEQ ID NO：1所示，cDNA序列如SEQ ID NO：2所示，编码的蛋白质序列如SEQ ID NO：3和4所示。利用GWAS定位水稻分蘖角度相关的QTL位点，结合LD分析缩小qTA3范围，结合反向遗传学手段确定候选基因TAC3。通过功能获得型突变体tac3D 1验证TAC3基因功能，该基因在tac3D 1中表达量显著提高，与野生型ZH11相比，分蘖期分蘖角度由10.4
°
显著提高到19.4
°
，开花期分蘖角度由8.4
°
显著提高到17.6
°
。TAC3基因在不同单倍型籼稻材料中分蘖角度存在显著差异。但此现有技术公开的基水稻分蘖角度TAC3基因只证明了在不同单倍型的籼稻材料中是存在差异的，并没有应用到所有的水稻亚群，不具有普适应。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供从水稻中分离克隆一个位于第八染色体上控制分蘖角度的基因分子标记方法及其专用引物，申请人将该基因命名为TAC8(Tiller Angle Control 8)基因，利用这个方法改良水稻的分蘖角度，从而达到控制水稻株型和产量的目的。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0008]扩增控制水稻分蘖角度的基因的引物，其序列如SEQ ID NO.15
‑
SEQ ID NO.18所示，所述控制水稻分蘖角度的基因的序列如SEQ ID NO.1所示。
[0009]优选的，控制水稻分蘖角度的蛋白如SEQ ID NO.2所示。
[0010]本专利技术还要求保护所述控制水稻分蘖角度的基因、蛋白或扩增控制水稻分蘖角度的基因的引物在控制水稻分蘖角度中的应用。
[0011]本专利技术还要求保护所述控制水稻分蘖角度的基因、蛋白或扩增控制水稻分蘖角度的基因的引物在水稻株型改良和水稻育种中的应用。
[0012]本专利技术还要求保护所述控制水稻分蘖角度的基因、蛋白或扩增控制水稻分蘖角度的基因的引物在制备用于鉴定水稻分蘖角度、水稻株型改良或水稻育种的试剂盒中的应用。
[0013]一种试剂盒，包括所述控制水稻分蘖角度的基因、蛋白或扩增控制水稻分蘖角度的基因的引物中的一种或多种。
[0014]本专利技术还要求保护所述试剂盒在鉴定水稻分蘖角度、水稻株型改良或水稻育种中的的应用。
[0015]一种控制水稻分蘖角度基因TAC8的分子标记方法，包括如下步骤：
[0016]S1、提取不同水稻种质的基因组DNA；
[0017]S2、PCR扩增：使用多重PCR扩增方法扩增目的种质的基因组DNA；扩增引物序列如SEQ ID NO.15
‑
SEQ ID NO.18所示；
[0018]S3、将PCR产物进行凝胶电泳，并根据电泳结果判定目标种质的分蘖角度大小，在目的区域产生条带的为较大分蘖角度的水稻种质，在目的区域不产生条带的为较小分蘖角度的水稻种质。
[0019]优选的，所述分子标记方法还包括验证，所述验证步骤包括：对目标种质进行种植，考察田间分蘖角度，与标记结果一一对应，确定开发标记的准确性。
[0020]下面对本专利技术做进一步的解释:
[0021]本专利技术通过基因编辑以及过量表达的手段确定了TAC8作为水稻分蘖角度的主效QTL，证实TAC8可以控制水稻分蘖角度，对水稻株型起到控制作用。并且本专利技术开发了一种控制水稻分蘖角度主效QTL位点qTAC8的分子标记与方法，以普遍承认的水稻分蘖角度主效位点TAC1开发dcaps标记引物，作为辅助验证手段，通过转基因验证以及单倍型分析确定TAC8作为控制水稻分蘖角度主效基因的功能片段，并以TAC8功能片段的缺失设计分子标记引物RM5338，本专利技术使用多重PCR体系同时扩增两个片段，得到PCR原液进行限制性内切酶SmaI酶切，之后通过2％的琼脂糖凝胶电泳来更准确的预测目标种质的分蘖角度大小情况，结合对田间实际分蘖角度的考察，确定开发标记的准确性。相比于单个引物的验证，多重PCR合并退火和延伸阶段，缩短PCR扩增时间，并且可以提高PCR产物的特异性与目的条带的产量，并且TAC1的dCAPS引物与TAC8功能标记引物可以辅助验证，进一步提高对未知种质分
蘖角度大小预测的准确性，加速分子育种进程。
[0022]本专利技术首先在国家水稻数据中心(ricedata.cn)得到TAC8预测的基因序列，预测显示TAC8只有一个外显子，编码区含792个碱基对(SEQ ID NO.1)，编码一个由264个核苷酸组成的TCP家族蛋白(SEQ ID NO.2)，基因结构如图(附图4A)，设计扩增引物F:(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.扩增控制水稻分蘖角度的基因的引物，其特征在于，其序列如SEQ ID NO.15
‑
SEQ IDNO.18所示，所述控制水稻分蘖角度的基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.如权利要求1所述的引物，其特征在于，所述控制水稻分蘖角度的基因表达的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。3.如权利要求1或2所述的扩增控制水稻分蘖角度的基因的引物在控制水稻分蘖角度中的应用。4.如权利要求1或2所述的扩增控制水稻分蘖角度的基因的引物在水稻株型改良和水稻育种中的应用。5.如权利要求1或2所述的扩增控制水稻分蘖角度的基因的引物在制备用于鉴定水稻分蘖角度、水稻株型改良或水稻育种的试剂盒中的应用。6.一种试剂盒，包括如SEQ ID NO.1所示的控制水稻分蘖角度的基因、如如SEQ IDNO.2所示的蛋白或如权利要求1或2述的扩增控制水稻分蘖角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺记外，闫蕴韬，张海清，祝小雅，桂金鑫，罗新阳，吴心成，
申请(专利权)人：湖南农业大学，
类型：发明
国别省市：