[发明专利]一种水稻异源胞质育性恢复QTL qRf5.1的分子标记及其应用

说明书

本发明属于水稻育种及分子生物学技术领域，具体涉及一个调控水稻异源胞质不育育性恢复的主效QTLs位点的SSR分子标记及其应用(见图1)。该标记正反向引物序列分别为5'‑GAGTGGAAATGGCACTTA‑3'和5'‑ATTTCACCTCCCTCATCT‑3'，利用上述引物对水稻样品基因组DNA进行PCR扩增，并对扩增产物进行电泳检测，发现扩增条带大小为202bp的水稻品种具有恢复育性的功能。本发明对于筛选和选育水稻异源胞质不育系恢复系具有重要应用价值。

技术领域

本发明涉及水道育种技术领域，具体是指一种水稻异源胞质育性恢复QTL qRf5.1的分子标记及其应用。

背景技术

水稻是全球最重要的三大粮食作物之一，世界上超过50％人群以稻米为主食，因此水稻的高产、稳产与全球粮食安全和社会稳定密切相关。杂种优势利用能有效地提高农作物产量、品质和抗性。水稻三系成功配套，极大推动了水稻杂种优势的利用和杂交水稻的在中国大规模推广应用，其种植面积占到水稻种植面积的1/2(袁隆平等，2010)。

水稻细胞质雄性不育和恢复基因的发掘和利用极大提升我国杂交水稻的研究。三系杂交稻的商业化应用除了需培育出优良的不育系外，还要选育与之配套的优良恢复系。因此，在三系杂交水稻研究的过程中，恢复基因的研究备受关注。随着分子生物学技术迅猛快速的发展，极大推动了水稻细胞质雄性不育及其育性恢复的分子机理研究。自20世纪70年代起，国内外研究者对野败型(CMS-WA)、红莲型(CMS-HL)、包台型(CMS-BT)和矮败型(CMS-DA)等不同类型CMS开展了育性恢复QTL分析，在水稻12条染色体上检测到超过75个不同胞质类型育性恢复QTL，其中野败型恢复基因Rf4、红莲型育性恢复基因Rf5和Rf6、包台型恢复基因Rf1(Rf1a和Rf1b)、Ifr1、Lead-Rice型恢复基因Rf2以及CW型恢复基因Rf17等7个恢复基因被克隆(段琉颖等，2022)。如，庄杰云等(2001)在1号染色体RG532-RG472区间上定位到野败型恢复基因qRf1，其表型贡献率为43.0％；Ngangkham等(2010)利用Pusa6A和PRR78构建的F₂群体将野败型育性恢复QTL Rf4精细定位至区间RM6737-RM6100，其物理位置约104kb。这些报道到的不同胞质不育类型的育性恢复QTLs/基因中绝大部分来自栽培稻和地方品种，有关野生稻恢复基因的发掘和定位研究较为薄弱。

自我国三系杂交稻成功配套后，涌现了IR24、IR26、IR30、明恢63、扬稻6号(9311)以及华占等一批王牌的骨干籼型恢复系，然而这些骨干恢复系遗传背景单一，其系谱大部分含有东南亚地区农家品种Peta的遗传成分，属于南亚、东南亚中籼生态型，这大大限制高产优质杂交组合的培育。因此，三系杂交稻育种中亟需丰富恢复系的遗传多样性。东乡野生稻是迄今世界分布最北的普通野生稻(Oryza rufipogon Griff)，是江西特有的野生资源，研究表明东乡野生稻对多种细胞质雄性不育具有恢复特性(张金伟等，2011)。从东乡野生稻中发掘并利用细胞质雄性不育恢复源对促进杂交水稻的发展具有深远的意义。本发明在水稻第5号染色体上定位并验证了东乡野生稻的异源胞质育性恢复基因qRf5.1，并且获得其紧密连锁的分子标记，对促进其在恢复系选育及分子标记辅助育种具有重要的意义。

传统的水稻育种主要是通过表型选择，这不仅要求研究人员具有丰富的经验，而且育种年限长达数年甚至十几年的时间。因此，结合分子生物学与基因组学的研究手段与方法，快速检测和辅助选择水稻育性恢复的目标基因/QTL，进行恢复系分子育种改良加快育种进程，实现新的突破。本领域的技术人员致力于开发一种可以快速检测水稻材料水稻育性恢复基因qRf5.1的分子标记，进而实现育性恢复基因qRf5.1的分子育种应用。

发明内容

本发明目的是要解决的技术问题是提供一种调控水稻异源胞质不育育性恢复主效QTL及与其紧密连锁的分子标记，用于选育异源胞质不育系配套的恢复系品种，可提高筛选效率和品种选育进程。