[发明专利]水稻花柱长度基因qSYL3及其连锁标记和在高异交结实率水稻核不育系选育中的应用

说明书

本发明提供了一种水稻花柱长度基因qSYL3及其连锁标记和在高异交结实率水稻核不育系选育中的应用，属于水稻分子育种技术领域。本发明通过对水稻花柱长度性状的初定位和精细定位，以及对水稻花柱长度性状紧密连锁标记的开发得到了控制水稻花柱长度的长花柱等位基因qSYL3‑k及其连锁标记D30。采用杂交、回交和连锁标记D30辅助选择相结合的选育方法，再结合育性观察和异交结实率调查，筛选到了长花柱、高异交结实率的水稻光温敏核不育系新品系。利用本发明选育的长花柱、高异交结实率的水稻光温敏核不育新品系进行杂交水稻制种，可显著提高杂交水稻制种产量、降低制种成本、增加种植效益。

技术领域

本发明涉及水稻分子育种技术领域，尤其涉及一种水稻花柱长度基因qSYL3及其连锁标记和在高异交结实率水稻核不育系选育中的应用。

背景技术

水稻是我国最重要的粮食作物，也是世界上最重要的粮食作物之一，全国有65％以上的人口以稻米为主食。在人口持续增长而耕地却以数百万亩的速度逐年减少的情况下，要保障几十亿人口的粮食安全，大幅度的提高单位面积产量是必然选择。始于我国20世纪70年代的杂交水稻，较同熟期的常规稻单产增加15％左右，其商业化种植使水稻生产力有了大幅度提高。实践证明，利用水稻杂种优势提高水稻单产是最有效的途径之一。

杂交水稻需要年年生产一代杂种种子。我国是世界最大的杂交水稻种子生产和消费国，每年杂交水稻种植面积为1400万公顷，需杂交水稻种子约35万吨。研究表明，限制杂交水稻制种产量的主要因素是不育系异交结实率低。水稻母本颖花柱头外露是影响杂交稻制种异交结实率的决定因素。柱头外露是指水稻开花结束后，雌蕊柱头仍然留在颖壳外的现象。柱头外露率是指柱头外露颖花数占调查总颖花数的百分率，是水稻重要的异交性状。由于外露柱头展开度大、花粉承接面积增加，解除了颖壳对外源花粉的传播障碍，开花的第二天甚至若干天仍有授粉机会。有研究发现，不育系V41A和V20A开花当天未授粉的颖花，凭外露柱头在田间自由授粉，天然异交率分别可达到35％和37％。说明不育系柱头外露率越高，就越有利于异交。

柱头外露率属数量性状遗传，不同研究者利用不同定位群体在水稻所有12条染色体上共检测到195个控制该性状的QTL。然而，柱头外露率易受各种外界环境(如抽穗开花期的天气、湿度、温度等)的影响，加之性状调查步骤繁琐、误差大，导致初定位后很难进行后续的深入研究。

柱头性状主要包括柱头外露率、柱头长度、花柱长度和柱花总长度(是指柱头长度和花柱长度之和)等。研究表明，柱头性状间存在紧密联系，如柱头外露率与柱花总长度呈(极)显著正相关，柱头长度、花柱长度和柱花总长度两两间均呈极显著正相关。但当前对于柱头性状的研究是远落后于水稻米质、抗性等其他性状，更未见柱头长度相关性状基因在水稻育种实践上应用的报道。现有证据表明，生产上一些配合力高、米质好、抗性强等优良性状的不育系因其柱头性状差，异交结实率低而不能应用于生产实际。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种水稻花柱长度基因qSYL3在高异交结实率水稻核不育系选育中的应用。

本发明还提供了一种水稻花柱长度基因qSYL3的连锁标记D30，所述连锁标记D30的核苷酸序列如SEQ ID NO：1和SEQ ID NO：2所示。

本发明还提供了一种所述的连锁标记D30在高异交结实率水稻核不育系选育中的应用。

本发明还提供了一种利用水稻花柱长度基因qSYL3和所述的连锁标记D30选育高异交结实率水稻核不育系新品系的方法，包括如下步骤：

(1)以长花柱水稻材料为父本，以光温敏核不育系水稻材料为母本杂交，得到F₁；

(2)以长花柱水稻材料为父本，以F₁为母本回交，得到BC₁F₁；