CN103429074B - 新品种的培育方法、植物品种的鉴别方法以及使水稻个体早熟的方法 - Google Patents

新品种的培育方法、植物品种的鉴别方法以及使水稻个体早熟的方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于，提供一种比原品种早熟的水稻新品种，以及一种使水稻个体早熟的方法。本发明涉及品种权申请号为第25586号的水稻品种越光籽5号（Koshihikari-kazusa5gou），由所述品种的个体与其后代个体所组成的组中选择两个个体杂交得到的后代个体，以及使水稻个体早熟的方法，所述使水稻个体早熟的方法的特征在于，将水稻个体的第3染色体中的相当于水稻品种日本晴的第3染色体中包含第31,720,064号碱基～第31,724,043号碱基区域的区域置换为由水稻品种越光籽5号或水稻品种哈巴达克（Habataki）的该区域构成的染色体片段。

Description

新品种的培育方法、植物品种的鉴别方法以及使水稻个体早熟的方法
技术领域
本发明涉及一种利用非基因重组法培育出的新品种、该新品种的鉴别方法，以及使水稻个体早熟的方法。
背景技术
将属于同一生物种，但因遗传结构不同而在某种性状上与其他群体不同的群体称为品种。也就是说，即使是同种的植物，根据品种不同，其栽培的难易性、对病虫害的抗性、产量、品质等也会不同。因此，对于农作物，特别是水稻、麦类等主要作物，为了得到更优良的品种，自古以来在不断进行品种改良，近年来，不仅是种苗公司等，国家、县等的官方机构也在积极地进行。
随着近年来核酸分析技术等的进步，拟南芥、水稻、小麦等各种植物的基因已被破译，公开了所得到的基因信息。利用这些公开的基因信息，还广泛进行了基于基因重组法的导入外源种基因的品种改良。但是，基于基因重组法的品种改良，虽然具有能够导入通常不可能杂交的远缘种所具有的性状的优点，但存在对于其安全性的验证尚不够充分的问题。
因此，以水稻为首的食用植物，大多通过非基因重组法进行新品种培育。例如，专利文献1已公开一种方法，其在基于非基因重组法用外源的有用染色体片段进行置换的情况下，通过控制导入的源自外源品种的染色体片段置换区，不改变原品种具有的优良性状，用来选育出具有目标性状的新品种。
特别是水稻，期待着培育出既要具备与以往品种相同的品质、产量，又比以往品种稍早熟或稍晚熟的品种。在日本大部分的水田中，栽培着消费者喜爱的水稻品种越光，但是在只大规模栽培越光的情况下，收获相关作业集中在短时间内，需要非常多的劳力。尤其是收获大量水稻的情况下，不一定能在各个体最合适的时期收获，但是不论早收获还是晚收获，都会对大米的味道、产量产生影响，对于农家来说成为很大的问题。作为错开收获期的方法，可以想到错开播种期的方法。但是因越光具有很强的感光性，就算将播种期错开2～3天，也会在相同时期迎来收获期。另一方面，通过将播种期错开10天或10天以上，能够分散收获期。但是，在大幅错开播种期的情况下，生长期间变短，存在无法得到足够产量的问题。如果能够与以往的品种同时栽培稍早熟或稍晚熟的品种，因收获期能够错开，可以期待根据品种分别错开时期来进行收获作业。
但是，比以往的品种稍早熟或稍晚熟的品种，即培育施以稍微错开出穗期、收获期的微妙调整的越光品种，在技术上非常困难。这是因为，检测出出穗期微小的差，确定与其关联的基因很困难。为了遗传性地检测出这种微妙的出穗期的差，不仅需要水田的土壤、肥料、水、空气的流动等田地环境极其一致的精确田地，还需要播种用种子状态一致，但现实中非常困难。实际上，通常，在日本的水田中，即使是遗传性上相同的品种，即使在同一天播种，同一天插秧，也会产生7天左右的偏差。也就是说，最初出穗的那天与最后出穗的那天相差7天。在农业试验场等的情况下，即使使用比例精度非常高的田地，产生3～5天的偏差也很普遍。
现有技术文献 
专利文献
专利文献1：日本特许4409610号公报
发明内容
（一）发明要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种比原品种早熟的水稻新品种，以及一种使水稻个体早熟的方法。
（二）解决技术问题的手段
本发明人为了解决上述问题进行了深入研究，结果发现通过将水稻品种哈巴达克的第3染色体上存在的特定区域的染色体片段置换到水稻品种越光上，能够使收获期比越光提前，从而完成了本发明。
也就是说，本发明提供：
（1）水稻品种越光籽5号（Oryza sativa L.cultivar Koshihikari-kazusa5gou），其品种权申请号为第25586号；
（2）一种后代个体，该后代个体是由上述（1）所述品种的个体及上述（1）所述品种的个体的后代个体所组成的组中选择的两个个体杂交得到的；
（3）一种水稻品种鉴别方法，该方法用于鉴别某种水稻个体是否为特定品种，其特征在于，
将相当于水稻品种日本晴的第3染色体中的第31,521,442号SNP（单核苷酸多态性）的SNP（水稻品种越光中为A，水稻品种哈巴达克中为C）作为DNA标记M1，
将相当于水稻品种日本晴的第3染色体中的第31,689,690号SNP的SNP（水稻品种越光中为C，水稻品种哈巴达克中为T）作为DNA标记M2，
将相当于水稻品种日本晴的第3染色体中的第32,208,924号SNP的SNP（水稻品种越光中为A，水稻品种哈巴达克中为G）作为DNA标记M3，
将相当于水稻品种日本晴的第3染色体中的第32,363,157号SNP的SNP（水稻品种越光中为A，水稻品种哈巴达克中为T）作为DNA标记M4，
将相当于水稻品种日本晴的第3染色体中的第32,384,799号SNP的SNP（水稻品种越光中为T，水稻品种哈巴达克中为G）作为DNA标记M5，
通过对该水稻个体的基因组分析，将选自所述DNA标记M1～M5所组成的组中的一种以上的DNA标记进行分型，
当得到的分型结果与水稻品种越光籽5号（Oryza sativa L.cultivar Koshihikari-kazusa5gou）的结果一致时，鉴定该水稻个体为水稻品种越光籽5号；
（4）一种使水稻个体早熟的方法，其特征在于，将水稻个体的第3染色体中的与水稻品种日本晴的第3染色体中包含第31,720,064号碱基～第31,724,043号碱基的区域相当的区域置换为由水稻品种越光籽5号或水稻品种哈巴达克的该区域构成的染色体片段；
（5）一种使水稻个体早熟的方法，其特征在于，将水稻个体的第3染色体中的与水稻品种日本晴的第3染色体中包含第31,720,064号碱基～第32,314,677号碱基的区域相当的区域置换为由水稻品种越光籽5号或水稻品种哈巴达克的该区域构成的染色体片段；
（6）根据上述（5）所述的使水稻个体早熟的方法，其特征在于，置换所述染色体片段，使该染色体片段的上游端存在于与水稻品种日本晴的第3染色体中包含第31,689,691号碱基～第31,720,064号碱基的区域相当的区域，并且使该染色体片段的下游端存在于与水稻品种日本晴的第3染色体中包含第32,314,677号碱基～第32,363,156号碱基的区域相当的区域；
（7）一种使水稻个体早熟的方法，其特征在于，将水稻个体的第3染色体中的与水稻品种日本晴的第3染色体中包含第31,689,690号碱基～第32,363,157号碱基的区域相当的区域置换为由水稻品种越光籽5号或水稻品种哈巴达克的该区域构成的染色体片段；
（8）根据上述（7）所述的水稻个体早熟的方法，其特征在于，置换所述染色体片段，使该染色体片段的上游端存在于与水稻品种日本晴的第3染色体中包含第31,521,443号碱基～第31,689,690号碱基的区域相当的区域，并且使该染色体片段的下游端存在于与水稻品种 日本晴的第3染色体中包含第32,363,157号碱基～第32,384,798号碱基的区域相当的区域；
（9）一种水稻品种，该水稻品种是根据上述（4）～（8）中任意一项所述的使水稻个体早熟的方法培育得到的；
（10）一种后代个体，该后代个体是由上述（9）所述品种的个体及上述（9）所述品种的个体的后代个体所组成的组中选择的两个个体杂交得到的；
（11）一种使水稻个体晚熟的方法，其特征在于，将水稻个体的第3染色体中的与水稻品种日本晴的第3染色体中包含第32,309,502号碱基～第32,314,677号碱基的区域相当的区域置换为由水稻品种越光籽5号或水稻品种哈巴达克的该区域构成的染色体片段；
（12）一种水稻品种，该水稻品种是根据上述（11）所述的使水稻个体晚熟的方法培育得到的；
（13）一种后代个体，该后代个体是由上述（12）所述品种的个体及上述（12）所述品种的个体的后代个体所组成的组中选择的两个个体杂交得到的。
（三）发明效果
本发明的新品种即水稻品种越光籽5号是一种比越光早熟，但是品质、产量等收获期以外的特性与越光基本相同的新品种。
并且，根据本发明的使水稻个体早熟的方法，能够使水稻个体比原品种早熟。
附图说明
图1为示意性地表示越光、QTS4异型和QTS4同型的基因组的图。
图2为表示越光、QTS4异型和QTS4同型的出穗期的调查结果的图。
图3为示意性地表示越光和QTS14同型的基因组的图。
图4为表示调查越光和QTS14同型的出穗期的调查结果的图。
图5为示意性地表示越光的第3染色体上的QTS4区、QTS14区和DNA标记位置的图。
图6为示意性地表示越光籽5号的基因组的图。
图7为表示调查越光籽5号、越光、QTS4同型和QTS14同型的出穗期的调查结果的图。
具体实施方式
本发明中，所谓染色体片段置换系是指仅将原品种染色体的一部分置换成源自外源品种的染色体片段的体系。这里，外源品种为原品种以外的品种即可，没有特别限定，可以是与原品种同种的植物品种，也可以是与原品种不同种的植物品种，还可以是动物等除植物以外的品种。另外，本发明中品种是指，属于同种植物，但由于基因结构不同而在某种性状上明显区别于同种内的其他品种的群体。
在本发明中，DNA标记只要能识别出源自原品种的染色体与源自外源品种的染色体，能检测出染色体上的DNA序列差异即可，没有特别限制，可以使用在基因分析领域中常用的DNA标记。作为该DNA标记，例如可以是能检测出SNP（Single Nucleotide Polymorphism，单核苷酸多态性）、SSR（Simple Sequence Repeats，简单重复序列）的不同重复数等的基因多态性的标记，也可以是RFLP（Restriction Fragment Length Polymorphism，限制酶片段长度多态性）标记。另外，使用这些DNA标记对源自原品种的等位基因与源自外源品种的等位基因进行识别时，可以通过常规方法进行。例如，以从各个体中提取的DNA为模型，使用能与特定的SNP或SSR进行特异性杂交的引物等进行PCR，然后，使用电泳方法等检测是否有PCR产物，从而能够识别各多态性。并且，将从各个体中提取的DNA经限制酶处理后，用电泳方法等检测DNA片段的图案，能够识别各多态性。另外，能与特定的SNP或SSR进行特异性杂交的引物等可 以根据SNP或SSR的碱基序列，采用通用的引物设计工具等，以常规方法来设计。此外，可以使用在本技术领域中已知的任意方法合成设计出的引物等。
这些DNA标记可以适当使用公知的DNA标记。此外，也可以为新制备的DNA标记。作为公知的DNA标记，例如，关于水稻，可以使用国际公开第2003/070934号小册子等中公开的SNP标记，由水稻基因组（Rice Genome Research Program（RGP）：http://rgp.dna.affrc.go.jp/publicdata.Html）公开的DNA标记。
这里，各品种的基因信息等，例如可以在国际碱基序列数据库NCBI（National center for Biotechnology Information）和DDBJ（DNA Data Bank of Japan，日本DNA数据库）等中获得。特别是水稻各品种的基因信息，可以在KOME（Knowledge-based Oryza Molecular biological Encyclopedia，水稻的生物分子数据库，http://cdna01.dna.affrc.go.jp/cDNA/）等中获得。
本发明以及本申请说明书中的“水稻品种日本晴的染色体的第X号的碱基～第Y号的碱基的区域”，是根据RGB中公开的水稻品种日本晴的基因组DNA的碱基序列（版本4；IRGSP-build4-06/04/21）决定的区域。
此外，本发明以及本申请说明书中的“与水稻品种日本晴的染色体的第X号碱基～第Y号碱基的区域相当的区域”，是指水稻个体的染色体中与水稻品种日本晴的染色体中的该区域同源性高的区域，可以通过对水稻品种日本晴的公知的基因组DNA和该水稻个体的基因组DNA的碱基序列进行对位排列使同源性达到最高来确定。此外，水稻品种日本晴以外的水稻个体中的“相当于水稻品种日本晴的SNP的SNP”，是指在含有该SNP的区域中，在对水稻品种日本晴的公知的基因组DNA和该水稻个体的基因组DNA的碱基序列进行对位排列使同源性达到最高的情况下，位于与该SNP对应位置上的碱基。
为了培育比以往的品种稍早熟或稍晚熟的新品种，本发明的发明人首先关于出穗期，将水稻品种哈巴达克与水稻品种越光杂交，在分离群体中进行了QTL（Quantitative Trait Locus，数量性状基因座）分析。结果表明，在第3染色体长臂的QTS4区中，存在延迟出穗期、使得晚熟的QTL。推测出通过将越光的该区域所包含的基因置换成源自哈巴达克的基因，可以得到比原品种越光晚熟的水稻。
于是，用越光进行回交，制得了将越光的QTS4区（与水稻品种日本晴的第3染色体的第32,309,502号碱基～第32,314,677号碱基的区域相当的区域）置换为源自哈巴达克的染色体片段的染色体片段置换系。此时，得到了仅同源染色体中一个QTS4区置换为源自哈巴达克的染色体片段的QTS4异型和同源染色体中两者的QTS4区均置换为源自哈巴达克的染色体片段的QTS4同型的两种个体。图1为示意性地表示越光、QTS4异型和QTS4同型的基因组的图。并且，在位于千叶县的田地测定了各水稻的出穗期（播种日：2010年5月6日，移植日：2010年6月1日），结果，如图2所示，越光的出穗期为7月31日～8月5日，与此相对，QTS4异型为8月9日～8月12日，QTS4同型为8月11日～8月16日。也就是说表明，与原品种的越光相比，QTS4异型和QTS4同型的任意一种都明显晚熟，与QTS4异型相比，QTS4同型的该倾向更明显。
并且，关于出穗期的QTL分析结果表明，在水稻品种哈巴达克的第3染色体长臂的QTS14区（与水稻品种日本晴的第3染色体的第31,720,064号碱基～第31,724,043号碱基的区域相当的区域）上，存在提前出穗期、使得早熟的QTL。推测出通过将越光的该区域所包含的基因置换成源自哈巴达克的基因，可以得到比原品种越光早熟的水稻。
于是，用越光进行回交，制得了将越光的QTS14区置换为源自哈巴达克的基因片段的染色体片段置换系。图3为示意性地表示越光 和QTS14同型的基因组的图。并且，在位于千叶县的田地测定了各水稻的出穗期（播种日：2010年5月6日，移植日：2010年6月1日），结果，如图4所示，越光的出穗期为8月5日～8月8日，与此相对，QTS14同型为7月24日～7月26日。也就是说表明，与原品种的越光相比，QTS14同型明显早熟。
根据以上结果，本发明的发明人想到，将源自哈巴达克的QTS4区所含有的表现出晚熟性状的染色体片段（以下，称为晚熟原因染色体片段）和源自哈巴达克的QTS14区所含有的表现出早熟性状的染色体片段（以下，称为早熟原因染色体片段）双方，通过与越光的对应染色体片段置换而导入，是否能够培育出与越光相比出穗期出现微妙的差异的新品种。
QTS4区与QTS14区彼此相邻。因此，本发明人尝试，通过将源自哈巴达克的包含两区域和其中间区域的区域的染色体片段置换到越光中而导入，培育比越光稍早熟或稍晚熟的水稻。
在基于非基因重组法进行植物品种改良的情况下，被导入的源自外源品种的染色体片段过大时，存在目的性状基因以外的作用不明的其他基因大量导入的危险，也存在损害原品种具有的优良性状的危险。因此，本发明人为了控制导入的源自外源品种的染色体片段置换区，不改变原品种具有的优良性状，选育出具有目标性状的新品种，通过专利文献1所记载的方法进行新品种的培育。
具体来说，首先，根据公知的水稻基因信息，设定图5所示位置关系的5种DNA标记。即，在包含QTS4区和QTS14区的区域（以下，称为“（QTS4+QTS14）区”）的上游侧末端或其上游设定DNA标记M2，在DNA标记M2的上游设定DNA标记M1，在（QTS4+QTS14）区的下游侧末端或其下游设定DNA标记M4，在DNA标记M4的下游设定DNA标记M5，在（QTS4+QTS14）区中设定DNA标记M3。随后，在越光染色体中，对仅包含（QTS4+QTS14） 区的一部分置换为源自哈巴达克的染色体片段的染色体片段置换系进行回交，根据所述5种DNA标记M1～M5，从所得到的杂交群体中筛选优良的个体。然后，对该个体适当地进行自交或回交，同样根据DNA标记M1～M5筛选优良的个体，如此适当地重复，从而得到源自哈巴达克的染色体片段所置换的区域（图5中“L”）的上游侧末端位于DNA标记M1与M2之间，该区域的下游侧末端位于DNA标记M4与M5之间的后代个体。如图5所示，该后代个体的DNA标记M1和M5与原品种的越光是相同类型，DNA标记M2、M3和M4与哈巴达克是相同类型。
这里，通过专利文献2所记载的新品种培育方法，若DNA标记M1与M2之间的距离d1延长，则源自外源品种的染色体片段（本申请中，为源自哈巴达克的染色体片段）L的上游侧末端可存在的范围扩大，被导入的源自哈巴达克的染色体片段L的长度难以确定。另一方面，若距离d1缩短，则源自哈巴达克的染色体片段L的上游侧末端可存在的范围缩小，被导入的源自哈巴达克的染色体片段L的长度变得容易确定。同样地，若DNA标记M4与M5之间的距离d3延长，则源自哈巴达克的染色体片段L的下游侧末端可存在的范围扩大，难以确定被导入的源自哈巴达克的染色体片段L的长度，若距离d3缩短，则源自哈巴达克的染色体片段L的下游侧末端可存在的范围缩小，容易确定被导入的源自哈巴达克的染色体片段L的长度。
源自哈巴达克的染色体片段L的长度越长，则存在于QTS4区和QTS14区以外的区域的基因也与存在于QTS4区或QTS14区的靶基因一同被导入原品种越光的可能性越高。靶基因以外的基因也被导入将导致存在于原品种中的靶基因以外的基因也被置换，可能会导致无意中损害原品种所具有的优异性状。因此，源自哈巴达克的染色体片段L的长度与包含QTS4区和QTS14区的最短区域（从QTS14区的上游端至QTS4区的下游端的区域，以下有时称为“（QTS4+QTS14） 区”）相比，优选为不要不必要地长。
本发明人设定多组DNA标记M1～M5组，培育出多个导入了包含（QTS4+QTS14）区的长度不同的染色体片段的个体，调查了各个体的出穗期。其结果为，全都是比越光的出穗期早的早熟个体。进而，将各个体出穗期以外的性状（例如，味道、产量等）与越光进行了比较，结果表明，如后述实施例1所示，表1所示DNA标记M1～M5组，即，将相当于水稻品种日本晴的第3染色体的第31,521,442号SNP（单核苷酸多态性）的SNP（水稻品种越光中为A，水稻品种哈巴达克中为C）设定为DNA标记M1（DNA标记M1-Ac），将相当于水稻品种日本晴的第3染色体的第31,689,690号SNP的SNP（水稻品种越光中为C，水稻品种哈巴达克中为T）设定为DNA标记M2（DNA标记M2-Ct），将相当于水稻品种日本晴的第3染色体的第32,208,924号SNP的SNP（水稻品种越光中为A，水稻品种哈巴达克中为G）设定为DNA标记M3（DNA标记M3-Ag），将相当于水稻品种日本晴的第3染色体的第32,363,157号SNP的SNP（水稻品种越光中为A，水稻品种哈巴达克中为T）设定为DNA标记M4（DNA标记M4-Gc），将相当于水稻品种日本晴的第3染色体中的第32,384,799号SNP的SNP（水稻品种越光中为T，水稻品种哈巴达克中为G）设定为DNA标记M5（DNA标记M5-Tg），分别使用其培育出个体（水稻品种越光籽5号（Oryza sativa L.cultivar Koshihikari-kazusa5gou）），该个体除出穗期以外的其他性状与越光同等（参照表2～5）。并且，水稻品种越光籽5号是使用用于新品种育种的DNA标记组中，所导入的源自哈巴达克染色体片段长度最短的DNA标记组培育出的个体。
表1
越光籽5号是根据专利文献1所记载的方法培育出的新品种，虽然比越光稍早熟，但是维持了越光具有的味道等优良性状，是非常优异的品种。因此，申请人对越光籽5号进行了日本国种苗法（平成十年五月二十九日法律第八十三号）所规定的品种权申请（品种权申请的申请日：2011年1月28日，品种权申请号：第25586号）。
从上述结果可以看出，通过将水稻个体的第3染色体中的至少是DNA标记M2-Ct至DNA标记M4-At的区域（即，与水稻品种日本晴的第3染色体中包含第31,689,690号碱基～第32,363,157号碱基的区域相当的区域）置换为由水稻品种哈巴达克的该区域构成的染色体片段，能够使该水稻个体比原品种早熟。这里，因为水稻品种越光籽5号的该区域是由水稻品种哈巴达克的该区域构成的染色体片段所构成的，所以也可以由水稻品种越光籽5号的该区域构成的染色体片段来置换。此外，通过导入由水稻品种哈巴达克的该区域构成的染色体片段而使得早熟的水稻个体，只要是该区域具有与水稻品种越光相同或相似的碱基序列的品种即可，不限于水稻品种越光，但是根据消费者的喜好，优选为水稻品种越光或以其作为亲本品种培育出的新品种。
并且，通过将源自水稻品种哈巴达克（或源自水稻品种越光籽5号）的染色体片段导入水稻个体的第3染色体中，使该染色体片段的上游端存在于比DNA标记M1-Ac更靠下游至DNA标记M2-Ct的区域（即，与水稻品种日本晴的第3染色体中包含第31,521,443号碱基～第31,689,690号碱基的区域相当的区域），其下游端存在于从DNA标记M4-At至比DNA标记M5-Tg更靠上游的区域（即，与水稻品种日本晴的第3染色体中包含第32,363,157号碱基～第32,384,798号碱基的区域相当的区域），不会明显影响到出穗期以外的性状，能够使该水稻个体比原品种早熟。
在调查QTS4区所包含的基因时发现，该区域中的第3染色体的32.3Mbp附近，含有水稻品种日本晴和水稻品种Kasalath中发现的出穗期QTL基因Hd6。已报道Hd6中含有编码Casein kinase II subunit alpha基因的区域（Takahashi,等,PNAS(2001)vol.98,No.14,p7922-7927）。并且，水稻品种哈巴达克的编码该基因的区域与水稻品种越光的等位基因的序列不同。因此可以推测，QTS4区中导致晚熟的原因基因是Casein kinase II subunit alpha基因。实际上，在破译水稻品种越光籽5号的第3染色体的32.3Mbp附近的碱基序列时已确认，通过置换导入到该水稻个体染色体中的源自水稻品种哈巴达克的染色体片段中，含有水稻品种哈巴达克的编码该基因的全区。
这里，Casein kinase II subunit alpha基因分别与水稻品种日本晴的等位片段的第3染色体的第32,309,502号碱基～第32,314,677号碱基的区域，被公布的水稻品种Kasalath的等位片段的第32,350,406号碱基～第32,362,686号碱基的区域相映射。因此，通过将水稻个体的第3染色体中的与水稻品种日本晴的第3染色体中的包含第32,309,502号碱基～第32,314,677号碱基的区域相当的区域置换为由水稻品种越光籽5号或水稻品种哈巴达克的该区域构成的染色体片段，能够使水稻个体晚熟。
同样地，在调查QTS14区所包含的基因时发现，该区域中的第3染色体的31.7Mbp附近，含有编码phytochrome C基因的区域。已有报道（美国专利第7566815号说明书）指出，该基因主要参与控制植物开花时间。因此可以推测，QTS14区中导致早熟的原因基因是phytochrome C基因。
这里，phytochrome C基因与水稻品种日本晴的第3染色体的第31,720,064号碱基～第31,724,043号碱基的区域相映射。因此，通过将水稻个体的第3染色体中的、与水稻品种日本晴的第3染色体中的包含第31,720,064号碱基～第31,724,043号碱基的区域相当的区域置换为由水稻品种越光籽5号或水稻品种哈巴达克的该区域构成的染色体片段，能够使水稻个体早熟。
可认为，若包含QTS4区中晚熟原因基因和QTS14区中早熟原因基因的区域被源自哈巴达克的染色体片段置换，即使是比DNA标记M2-Ct至DNA标记M4-At的区域短的区域被源自哈巴达克的染色体片段置换的水稻个体，与水稻品种越光籽5号相同地引起早熟。例如，可认为，通过将水稻个体的染色体中、与水稻品种日本晴的第3染色体中的包含第31,720,064号碱基～第32,314,677号碱基的区域相当的区域置换为由水稻品种越光籽5号或水稻品种哈巴达克的该区域构成的染色体片段，能够使该水稻个体比原品种早熟。并且，可认为，此时，通过将该染色体片段导入水稻个体的第3染色体中，使该染色体片段的上游端存在于与水稻品种日本晴的第3染色体的包含第31,689,691号碱基～第31,720,064号碱基的区域相当的区域，并且使该染色体片段的下游端存在于与水稻品种日本晴的第3染色体的包含第32,314,677号碱基～第32,363,156号碱基的区域相当的区域，不会明显影响到出穗期以外的性状，能够使该水稻个体比原品种早熟。
水稻品种越光籽5号是一种不会明显影响到产量等越光的其他性状，而出穗期稍提前的新品种。因此，例如即使在几乎同时期对越 光和越光籽5号进行播种的情况下，越光籽5号也会比越光提前几天迎来出穗期，因此，能够先收获越光籽5号后，再收获越光。通过这样错开收获时期，即使是大规模栽培也能够使收获作业分散，而且能够在准确的时期收获，因此能够收获到口味良好的优质大米。
水稻品种越光籽5号可以通过与原品种越光相同的方法栽培，通过自交、人工杂交收获大米。并且，水稻品种越光籽5号及其后代个体与原品种越光相同，能够作为新品种培育的亲本个体。例如，也可以尝试通过将水稻品种越光籽5号的个体与其他品种的个体杂交，将所得到的后代个体与水稻品种越光籽5号的个体进行回交，进行新品种的育种。
并且，表1中记载的5种DNA标记（DNA标记M1-Ac、DNA标记M2-Ct、DNA标记M3-Ag、DNA标记M4-At、DNA标记M5-Tg）是水稻品种越光籽5号所特有的基因组信息。因此，水稻品种越光籽5号可以适当的使用这5种DNA标记进行鉴别。
具体来说，本发明的水稻品种鉴别方法鉴别某种水稻个体是否为特定品种，其特征在于，通过该水稻个体的基因组分析，将选自DNA标记M1-Ac、DNA标记M2-Ct、DNA标记M3-Ag、DNA标记M4-At、DNA标记M5-Tg所组成的组中的一种以上的DNA标记进行分型，当得到的分型结果与水稻品种越光籽5号的结果一致的情况下，即，当DNA标记M1-Ac为A（腺嘌呤），DNA标记M2-Ct为T（胸腺嘧啶），DNA标记M3-Ag为G（鸟嘌呤），DNA标记M4-At为T，DNA标记M5-T为T的情况下，鉴定该水稻个体为水稻品种越光籽5号。
这里，品种鉴别既可以使用DNA标记M1～M5的全部，也可以使用5个DNA标记中的几个。例如，既可以只使用上游侧重组位点的DNA标记M1和M2，也可以只使用下游侧重组位点的DNA标记M4和M5，还可以只使用DNA标记M2和M4。通过适当组合多个DNA标记，能够更严密地进行品种鉴别。
实施例
下面通过实施例对本发明进行更详细地说明，但本发明并不限于以下实施例。
[实施例1]
将越光的染色体中仅包含（QTS4+QTS14）区的一部分置换成源自哈巴达克的染色体片段的染色体片段置换系来作为亲本个体，培育出比原品种越光的收获期稍早的新品种。
首先，将染色体片段置换系与越光杂交，收获10个DNA标记M3-Ag为源自越光的等位基因与源自哈巴达克的等位基因的异染色体区的后代个体（种子）。栽培所有得到的种子，使其自花授粉（自交），进而收获作为后代个体的种子。
进而栽培上述收获的种子。等长至能够移植到田地的程度后，从各栽培个体的叶子中提取DNA，筛选出DNA标记M1-Ac为源自越光的等位基因的同源染色体区、DNA标记M2-Ct及DNA标记M3（DNA标记M3-Ag）为源自越光的等位基因与源自哈巴达克的等位基因的异染色体区的栽培个体。
使上述筛选出的栽培个体自花授粉（自交），进而收获作为后代个体的种子。继续栽培该收获的种子，等长至可以移植到田地的程度后，从各栽培个体的叶子中提取DNA，筛选出DNA标记M1-Ac及DNA标记M5-Tg为源自越光的等位基因的同源染色体区、所述DNA标记M2-Ct、DNA标记M3（DNA标记M3-Ag）及DNA标记M4-At为源自哈巴达克的同源染色体区的一个栽培个体。筛选出的该栽培个体为新品种，该新品种的（QTS4+QTS14）区被源自哈巴达克染色体片段置换，本发明人将该新品种命名为“越光籽5号”。图6为示意性地表示越光籽5号基因组的图。
并且，在位于千叶县的田地中对越光籽5号的出穗期进行测定（播种日：2010年5月6日，移植日：2010年6月1日），结果发现， 越光的出穗期为8月5日～8月8日，与此相对，越光籽5号为7月27日～7月30日。图7表示越光、QTS4同型和QTS14同型的结果，以及越光籽5号的出穗期的测定结果。从图7可以看出，与原品种越光相比，越光籽5号明显稍早熟，但是出穗期比QTS14同型晚。
将越光籽5号与越光的性状进行比较研究（2009年在千叶县实施）。性状研究是以基于种苗法（平成10年法律第83号）第5条第1款的用于品种权申请的特性审查为标准进行的。研究结果如表2～5所示。结果表明，越光籽5号的出穗期以及成熟期均比越光早5～6天左右。并且，越光籽5号与越光相比，杆长、穗的主轴长度、主茎长稍短，穗数和主茎粒数也偏少，但是其他性状基本与越光相同。
表2
表3
表4
表5
本发明的新品种即水稻品种越光籽5号除了比越光早熟以外，具备与越光相同的品质、产量，因此尤其能够在农业领域中得到应用。并且，根据本发明的使水稻个体早熟的方法，能够使水稻个体比原品种早熟，因此，该方法尤其能够在植物育种领域中得到应用。

Claims (13)

1.一种水稻品种的培育方法，其特征在于，
在水稻品种越光的染色体中，
将水稻个体的第3染色体中的与水稻品种日本晴的第3染色体中的第31,689,690号碱基～第32,363,157号碱基的区域相当的区域同源置换为水稻品种哈巴达克的由该区域构成的染色体片段，且该染色体片段的上游端位于与水稻品种日本晴的第3染色体中的第31,521,443号碱基～第31,689,690号碱基的区域相当的区域，且该染色体片段的下游端位于与水稻品种日本晴的第3染色体中的第32,363,157号碱基～第32,384,798号碱基的区域相当的区域。
2.一种后代个体的培育方法，所述后代个体是由权利要求1所述的培育方法培育的品种的个体与权利要求1所述的培育方法培育的品种的个体的后代个体所组成的组中选择的两个个体杂交得到的。
3.一种水稻品种鉴别方法，该方法用于鉴别某种水稻个体是否为特定品种，其特征在于，
相当于水稻品种日本晴的第3染色体中的第31,521,442号SNP(单核苷酸多态性)的SNP在水稻品种越光中为A，在水稻品种哈巴达克中为C，将上述SNP作为DNA标记M1，
相当于水稻品种日本晴的第3染色体中的第31,689,690号SNP的SNP在水稻品种越光中为C，在水稻品种哈巴达克中为T，将上述SNP作为DNA标记M2，
相当于水稻品种日本晴的第3染色体中的第32,208,924号SNP的SNP在水稻品种越光中为A，在水稻品种哈巴达克中为G，将上述SNP作为DNA标记M3，
相当于水稻品种日本晴的第3染色体中的第32,363,157号SNP的SNP在水稻品种越光中为A，在水稻品种哈巴达克中为T，将上述SNP作为DNA标记M4，
相当于水稻品种日本晴的第3染色体中的第32,384,799号SNP的SNP在水稻品种越光中为T，在水稻品种哈巴达克中为G，将上述SNP作为DNA标记M5，
通过该水稻个体的基因组分析，将所述DNA标记M1～M5进行分型，
当得到的分型结果是所述DNA标记M1为A(腺嘌呤)、所述DNA标记M2为T(胸腺嘧啶)、所述DNA标记M3为G(鸟嘌呤)、所述DNA标记M4为T、所述DNA标记M5为T时，鉴定该水稻个体为水稻品种越光籽5号。
4.一种使水稻个体早熟的方法，其特征在于，将水稻个体的第3染色体中的与水稻品种日本晴的第3染色体中的第31,720,064号碱基～第31,724,043号碱基的区域相当的区域同源置换为由权利要求1所述的培养方法培育的水稻品种或水稻品种哈巴达克的该区域构成的染色体片段。
5.一种使水稻个体早熟的方法，其特征在于，将水稻个体的第3染色体中的与水稻品种日本晴的第3染色体中的第31,720,064号碱基～第32,314,677号碱基的区域相当的区域同源置换为由权利要求1所述的培育方法培育的水稻品种或水稻品种哈巴达克的该区域构成的染色体片段。
6.根据权利要求5所述的使水稻个体早熟的方法，其特征在于，置换所述染色体片段，使该染色体片段的上游端存在于与水稻品种日本晴的第3染色体中的第31,689,691号碱基～第31,720,064号碱基的区域相当的区域，并且该染色体片段的下游端存在于与水稻品种日本晴的第3染色体中的第32,314,677号碱基～第32,363,156号碱基的区域相当的区域。
7.一种使水稻个体早熟的方法，其特征在于，将水稻个体的第3染色体中的与水稻品种日本晴的第3染色体中的第31,689,690号碱基～第32,363,157号碱基的区域相当的区域同源置换为权利要求1所述的培育方法培育的水稻品种或水稻品种哈巴达克的该区域构成的染色体片段。
8.根据权利要求7所述的使水稻个体早熟的方法，其特征在于，置换所述染色体片段，使该染色体片段的上游端存在于与水稻品种日本晴的第3染色体中的第31,521,443号碱基～第31,689,690号碱基的区域相当的区域，并且该染色体片段的下游端存在于与水稻品种日本晴的第3染色体中的第32,363,157号碱基～第32,384,798号碱基的区域相当的区域。
9.一种水稻品种的培育方法，所述水稻品种是根据权利要求4～8中任意一项所述的使水稻个体早熟的方法培育得到的。
10.一种后代个体的培育方法，所述后代个体是由权利要求9所述的培育方法培育的品种的个体与权利要求9所述的培育方法培育的品种的个体的后代个体所组成的组中选择的两个个体杂交得到的。
11.一种使水稻个体晚熟的方法，其特征在于，将水稻个体的第3染色体中的与水稻品种日本晴的第3染色体中的第32,309,502号碱基～第32,314,677号碱基的区域相当的区域同源置换为由权利要求1所述的培育方法培育的水稻品种或水稻品种哈巴达克的该区域构成的染色体片段。
12.一种水稻品种的培育方法，所述水稻品种是根据权利要求11所述的使水稻个体晚熟的方法培育得到的。
13.一种后代个体的培育方法，所述后代个体是由权利要求12所述的培育方法培育的品种的个体与权利要求12所述的培育方法培育的品种的个体的后代个体所组成的组中选择的两个个体杂交得到的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5828451B2 (ja) * 2011-09-20 2015-12-09 国立大学法人鳥取大学 イネの第３染色体にある新規の短稈晩生遺伝子のｄｎａマーカー選抜方法
CN102719543B (zh) * 2012-06-25 2013-12-04 中国科学院植物研究所 利用核苷酸化学分子式鉴定植物品种的方法
JP7328680B2 (ja) * 2019-06-11 2023-08-17 国立大学法人静岡大学 イネの第７染色体にある極早生遺伝子のｄｎａマーカー選抜方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2389921A1 (en) * 1999-11-04 2001-05-10 National Institute Of Agrobiological Sciences Plant photoperiod sensitivity gene hd1 and use of the same
EP1433850A4 (en) 2001-09-03 2005-01-26 Nat Inst Of Agrobio Sciences REGULATION OF FLOWERING TIME OF PLANTS THROUGH THE EXPRESSION OF PHYTOCHROME C
JPWO2003070934A1 (ja) 2002-02-25 2005-06-09 株式会社植物ゲノムセンター 植物のｓｄ−１遺伝子周辺領域の遺伝子型判定方法、および該方法を用いた植物の半わい性形質の検査方法
DE60327254D1 (de) 2002-11-13 2009-05-28 Honda Motor Co Ltd Den getreideertrag erhöhendes gen und dessen nutzung
JP4368391B2 (ja) 2007-05-17 2009-11-18 本田技研工業株式会社 イネおよびその作出方法
KR20110008019A (ko) 2008-02-25 2011-01-25 더 유니버시티 오브 멜버른 단일 포톤 방출 시스템
JP4409610B2 (ja) * 2008-07-07 2010-02-03 本田技研工業株式会社 新品種の作製方法
JP4352102B1 (ja) 2009-05-18 2009-10-28 本田技研工業株式会社 新品種及び植物品種の鑑別方法
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