[发明专利]水稻芒长基因gna1

说明书

本发明提供了一种水稻芒长基因gna1的分子标记及其鉴定方法和应用，所述水稻芒长基因gna1的分子标记分别为P1、P2、P3、P4和P5，利用分子标记P1、P2、P3、P4和P5对应引物中的一对或多对进行PCR扩增，获得对应扩增片段则表明有水稻短/无芒基因gna1的存在。本发明通过检测水稻芒长基因gna1分子标记，可以鉴定水稻的芒长和穗粒数等农艺性状，可应用于选育和改良水稻品种中。

技术领域

本发明涉及分子生物学领域，特别是一个水稻芒长基因gna1的分子标记及其鉴定方法和应用。

背景技术

水稻是最重要的粮食作物之一，全球约有60%的人口以水稻为主食，因此增加水稻产量对世界、尤其对我国的粮食安全至关重要。亚洲栽培稻 （Oryza sativa L）由普通野生稻（Oryza rufipogon）驯化而来，在驯化的过程中，亚洲栽培稻产生了诸多性状的改变，例如种子变大变多和芒表型的缺失等，这些性状的改变能提高水稻产量、方便谷粒的收获、储藏和加工（Mi et al., 2020; Purugganan., 2019; Zheng et al., 2019; Ndjiondjopet al., 2019。因此，水稻驯化性状相关基因的定位克隆和优异等位变异的挖掘，对于水稻产量性状的遗传改良具有重要意义。

芒是着生于水稻颖花或内外稃顶端的针状结构，是一个由多基因控制的驯化性状。虽然目前已有多个与驯化性状相关的水稻芒发育QTLs相继被定位（肖珂等，2008；王军等，2013；姚国新等，2010；林静等, 2010)，但只有7个芒发育基因及其等位基因被图位克隆，包括An-1(Awn-1)、LABA1(Long And Barbed Awn 1)/An-2(Awn-2)/AWN-2、RAE2(Regulator of Awn Elongation 2)/GAD1(Grain number, grain length, and Awn Development 1)/An-3(Awn-3)/GLA(Grain Length and Awn development)(Luo et al.,2013; Gu et al., 2015; Hua et al., 2015; 韦敏益等., 2016; Bessho-Uehara et al., 2016; Jin et al., 2016; Liuet al., 2017; Zhang et al., 2019)。研究表明这些芒发育相关基因具有明显的表型多效性，它们不仅调控芒的发育，还与水稻的穗粒数、粒长等产量性状紧密相关。例如an-1促进了穗粒数和产量的增加(Luo et al., 2013)。与此类似，an-2促进了穗粒数和单株分蘖数增加，因而提高了水稻的产量(Hua et al., 2015)；gad1不仅能促进穗粒数增加，同时使粒长变短，最终提高了水稻产量(Jin et al., 2016)；GLA^VGL增加了水稻的粒长，从而提高了水稻的产量(Zhang et al., 2019)。这些发现表明，选择表型多效性的目标基因很可能是水稻驯化过程中的一个有效策略。由于这些水稻芒发育相关基因在产量方面有显著的影响，因此在漫长的驯化进程中，它们受到明显的人工选择，导致现有的栽培稻品种大部分都包含有功能缺失的芒发育相关基因(Luo et al.,2013; Gu et al., 2015; Hua et al., 2015; Jin et al., 2016)。