[发明专利]水稻散穗基因PAC1调控序列及分子标记应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种培育散穗水稻的方法，特别涉及一种基于新发现的水稻散穗性状基因调控序列的培育散穗水稻的方法。

背景技术

水稻是重要的粮食作物，我国杂交水稻在生产上的成功应用大幅度提高了水稻产量，为我国和世界粮食生产的安全做出了巨大贡献。然而，杂交水稻的制种成本，尤其是杂交种的产量较低的现状，是进一步提高水稻杂种优势经济效益的限制因子之一。

野生稻中虽然有高产、抗病等基因，但是不利基因的含量也较高，难于直接利用。目前已从野生稻中定位到高产、抗病、抗虫、耐旱、耐冷等有利于水稻品种改良的基因。同时筛选出携带控制株型等基因、表型优良的野生稻渗入系材料，拓宽了水稻种质资源。水稻株型影响产量，最好的先例是著名的半矮秆基因sd-1在生产上的利用解决了水稻倒伏难题，从而使水稻单产大幅度提高。穗型是理想株型的重要内容，理想的穗型能显著提高水稻产量。

野生稻(O.rufipogon Griff.)驯化为栽培稻(O.sativa L.)的过程中，许多形态和生理性状发生深刻的改变。其中，生殖方式由野生稻的异花授粉转变成栽培稻的自花授粉，这一转变是由于水稻穗形态和颖花结构的改变引起的。栽培稻与其祖先野生稻相比，穗型由松散变紧凑，花药变小，柱头外露率降低。这些性状降低了花粉散发以及柱头接收花粉的能力，从而降低了异花授粉的几率。然而，这些有利于异花授粉的性状可以用来改良恢复系和不育系，从而提高杂交水稻的制种产量。而且，从野生稻中分离这些基因后，可以采用回交与分子标记辅助选择的方式，直接进行应用，避开了转基因的安全风险，因此控制这些性状的相关基因的遗传及分子机理研究一直是水稻遗传育种的热点。相关基因的克隆具有重要的应用价值和经济效益。

分子标记(Molecular Markers)广义是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质；狭义是指能反映生物个体或种群间基因组中某种差异的特异性DNA片段。分子标记是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基础的遗传标记，是DNA水平遗传多态性的直接的反映。与其他几种遗传标记——形态学标记、生物化学标记、细胞学标记相比，DNA分子标记具有的优越性有：大多数分子标记为共显性，对隐性的性状的选择十分便利；基因组变异极其丰富，分子标记的数量几乎是无限的；在生物发育的不同阶段，不同组织的DNA都可用于标记分析；分子标记揭示来自DNA的变异；表现为中性，不影响目标性状的表达，与不良性状无连锁；检测手段简单、迅速。随着分子生物学技术的发展，现在DNA分子标记技术已有数十种，广泛应用于遗传育种、基因组作图、基因定位、物种亲缘关系鉴别、基因库构建、基因克隆等方面。

目前为止，尚未有控制野生稻散穗表型性状的基因克隆的报道，更没有相关分子标记基因的报道。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种培育散穗水稻的方法。

本发明所提供的培育散穗水稻的方法包括如下步骤：将含有6bp调控序列且穗型松散的水稻作为供体亲本，和不含有所述6bp调控序列的穗型紧凑的水稻作为受体亲本进行杂交，得到含有所述6bp调控序列且穗型松散的水稻。

所述6bp调控序列为位于GenBank号为NC_008397.2的水稻基因组的第33874675-33874680位的CATATC序列。所述GenBank号为NC_008397.2的水稻基因组的序列为2010年6月8日公开的序列。

实际应用中，作为供体亲本的所述含有6bp调控序列且穗型松散的水稻常为野生稻；作为受体亲本的所述不含有所述6bp调控序列的穗型紧凑的水稻通常为具有优良性状的栽培稻。在实际操作中，所述培育散穗水稻的方法还包括将所述杂交水稻与作为杂交亲本的所述不含有所述6bp调控序列的穗型紧凑的水稻进行回交，得到回交子代的步骤。回交的目的是为了增大具有优良性状的受体亲本基因在散穗子代中的比例，其理想状态为散穗子代能够保留受体亲本自身的所有优良性状。

实际应用中，所述培育散穗水稻的方法还包括将上述回交子代自交的步骤。自交是为了在具备受体亲本优良性状的基础上，进一步得到散穗纯合水稻，从而保证散穗这一性状在自交后代中能够稳定遗传。

在本发明的一个实施例中，所述含有6bp调控序列且穗型松散的水稻具体为野生稻品种云南元江(散穗)；所述不含有所述6bp调控序列的穗型紧凑的水稻具体为栽培稻品种特青(紧穗)。具体为，将云南元江普通野生稻为供体亲本，栽培稻品种特青作为受体亲本，杂交并连续回交两次，得到具有散穗性状的散穗渗入系YIL31。