[发明专利]一种水稻粒宽基因GW2的分子标记及其应用

说明书

本发明提供了一种水稻粒宽基因GW2的分子标记和应用，属于植物生物技术领域。本发明的分子标记通过两条正向引物和一条反向引物PCR扩增得到，前述引物的核苷酸序列分别如SEQ ID NO.1‑3所示。利用该水稻粒宽基因GW2的分子标记，只需通过简单的PCR即可完成对GW2的基因分型，预测水稻粒宽变异。本发明具有操作简便、分型快速、结果准确、成本低廉等优势，能提高性状选择效率，满足大规模分子标记辅助选择的需求。

技术领域

本发明属于植物生物技术领域，具体地说，涉及一种水稻粒宽基因GW2的分子标记及其应用。

背景技术

我国是最主要的水稻生产与消费大国，在过去的几十年间，水稻产量翻了几番，水稻产量相关基因的研究也取得巨大突破，包括qGL3、GW2、qSW5/GW5、GS3、GS5、GW8等基因相继被克隆。水稻的产量主要取决于穗数、每穗粒数和粒重，而粒重则主要由粒形的长、宽、厚三个基本性状决定。在构成水稻产量的三要素中，粒重(通常用千粒重表示)的遗传比较稳定，同时，由于粒重又与水稻的外观品质和蒸煮食味品质等存在着密切的关系，因而一直倍受水稻育种家和科研工作者的重视。

水稻GW2是Song等(Song X J,Huang W,Shi M,et al.A QTL for rice grainwidth and weight encodes a previously unknown RING-type E3ubiquitinligase.Nature Genetics,2007,39:623-630)克隆到的一个控制粒宽和粒重的主效基因。其功能性碱基突变为宽粒水稻的GW2等位基因在第四外显子上缺失了一个A，导致蛋白翻译提前终止，丢失310个氨基酸残基。GW2编码一个新类型的RING型E3泛素连接酶，通过将其底物锚定到蛋白酶体进行降解，从而负调节细胞的分裂。大粒水稻中氨基酸残基的缺失使GW2无法结合底物，无法控制泛素介导的蛋白质降解，进而导致颖花外壳细胞分裂和细胞数目增加，从而正调控颖花外壳的宽度，增加了粒重。

目前已报道的能用于GW2基因型筛选的标记有张亚东等(张亚东，梁彦丽，郑佳等.极端粒形水稻粒宽基因GW2的序列分析和效应.中国水稻科学，2014，28(6)：581-588)设计的一个dCAPS标记，利用该标记他们检测8个籼稻骨干恢复系和10个江苏省主栽粳稻品种，结果没有发现宽粒表型GW2等位基因的存在，证明GW2基因在水稻育种应用中还比较有限，表明GW2基因利用潜能巨大。

虽然利用张亚东等设计的dCAPS功能分子标记，能准确鉴定GW2基因型。但该标记在进行PCR后还需要进行酶切反应，操作过程相对繁琐、实验成本上也相对较高，在检测通量上也受到限制。因此，开发一种成本更低、检测准确性和通量更高的分子标记用于GW2基因分型，将极大促进水稻宽粒新种质的筛选和突变型GW2基因在粒型改良中的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点与不足，提供一种水稻粒宽基因GW2的分子标记。

本发明的第二个目的是提供利用上述分子标记鉴定水稻粒宽基因GW2基因型的方法及其应用。

本发明的第三个目的是提供利用上述分子标记鉴定水稻粒宽或同时鉴定水稻粒宽基因GW2基因型和水稻粒宽的方法及其应用。

本发明提供的一种水稻粒宽基因GW2的分子标记，其通过核苷酸序列如SEQ IDNO.1-3所示的引物扩增得到。

本发明提供了上述分子标记在鉴定水稻粒宽基因GW2基因型中的应用。

本发明提供了上述分子标记在鉴定水稻粒宽中的应用。

本发明提供了上述分子标记在水稻育种中的应用。

本发明提供了用于检测水稻粒宽基因GW2的特异性引物组合，含有核苷酸序列如SEQ ID NO.1-3所示的引物。