[发明专利]一种鉴别水稻千粒重基因TGW6的分子标记方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种鉴别水稻千粒重基因TGW6的分子标记方法，属于生物技术工程领域，专用于含TGW6基因型水稻种质资源鉴定以及品种选育。

二、背景技术

水稻是我国最重要的粮食作物，全国有一半以上的人口以稻米为主食。随着我国人口的不断增加和耕地面积的相对减少，提高水稻产量成为保障我国粮食安全最重要的手段。水稻的产量是由单位面积的有效穗数、每穗实粒数和粒重共同决定的（水稻粒重一般以千粒重表示）。其中，粒重的遗传比较稳定，其变异系数为40％～60％，国际水稻研究所研究认为，增加粒重可提高水稻产量30％以上，是提高产量的有效途径（马丽莲等，植物学通报，2006，23(4)：395-401；姚国新等，安徽农业科学，2007，35((27)：8468，8478）。

粒重相关基因（QTL）的挖掘和鉴定是开展水稻粒重改良的重要基础，前人研究结果表明，水稻粒重是由多基因控制的数量性状位点（Quantitative trait locus，QTL），遗传机制复杂。截至目前，国内外的不同的研究者利用F₂、BC_l、DHs和RILs等群体定位了315个水稻千粒重相关的QTL位点，分布在水稻的全部12条染色体上（http://www.gramene.org/）。水稻品种的粒重表型是由多个QTL共同作用的结果，小粒重的水稻品种中也可能含有高千粒重的QTL（王军等，华北农学报，2013，28（6）：11-17）。Ishimaru 等人克隆了一个水稻千粒重相关的重要基因TGW6，来自Kasalath的TGW6基因，能增加日本晴在抽穗前的籽粒碳水化合物的积累，使日本晴产量增加15%，同时不影响稻米品质。测序发现该基因仅有一个外显子，相对日本晴，在kasalath背景中有6个核苷酸的替换，且在该基因的第313核苷酸位置中有一个1bp的缺失，该碱基缺失会造成移码突变，翻译提前终止，不能形成成熟蛋白，而功能丧失会通过对源器官的多效影响增加籽粒重量从而使水稻增产。进一步分析发现， kasalath和日本晴的千粒重均为21g左右，且kasalath的千粒重比日本晴略小，无法直接通过表型对TGW6基因进行直接的选择（Ishimaru et al.，Nat Genet，2013，45(6):707-711）。

因此，在TGW6基因克隆的基础上，进一步设计得到与目标基因共分离的PCR分子标记来快捷、准确鉴定TGW6基因的不同基因型，将有利于高千粒重水稻新品种的选育，从而提高高千粒重育种的技术水平。

三、发明内容

技术问题：本发明针对水稻千粒重在改良选育过程呈连续分布且易受气候条件影响造成鉴定不准确的技术难题，根据高千粒重和低千粒重在TGW6位点存在的单碱基缺失，设计、合成与目的基因共分离的功能标记，并通过简单的检测方法，快速鉴定含高千粒重的TGW6基因的水稻种质资源，同时还能进一步应用于分子标记辅助育种。

技术方案：

一种鉴别水稻千粒重基因TGW6的分子标记方法，其特征在于：

用TGW6粒重基因特异性引物CAPs6-1:

正向引物CAPs6-1-F序列为 5'- CCACAGCCACAACGAGAAT -3'

反向引物CAPs6-1-R序列为 5'- ACCGTTCGGGTAGGTTATGT -3'

扩增水稻植株的基因组DNA，扩增产物经过限制性内切酶酶切，如果能够切成217 bp、372 bp的特征条带即为含TGW6千粒重基因的纯合体；如果不能够酶切，只含有590 bp的特征条带即为不含TGW6千粒重基因的纯合体；如果同时存在590bp、217bp和372 bp的三条特征条带，则为TGW6千粒重基因的杂合体。

有益效果

本发明提供的一种鉴别水稻千粒重基因TGW6的分子标记方法，具有以下优点：

（1）        本发明提供的分子标记是根据基因的功能区域差异设计的基于PCR扩增和限制性内切酶的功能性标记，其基因型能直接反映植株的表型，不仅不存在由于遗传交换而造成的错误鉴定，而且在操作上准确、高效、快捷。