CN108770677A - 一种利用单片段置换系改良水稻灌浆期耐热性的分子育种方法 - Google Patents
一种利用单片段置换系改良水稻灌浆期耐热性的分子育种方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于分子育种领域，涉及一种培育水稻灌浆期耐热性新品种的分子育种方法。该方法是以保藏号为CGMCC NO.12531的早稻常规种中早35为母本，保藏号为CGMCC NO.12535的野生稻染色体片段导入系YJ01‑05‑03为父本，杂交1代，回交3代，再自交3代获得BC3F4，每代都是单株收获；再以分子标记辅助选择结合人工气候室模拟高温胁迫鉴定获得水稻新品系。利用这一方法，已经培育出水稻抽穗灌浆期耐热新品系“元野1号”。通过分子标记辅助选择目标性状，可在3‑4年内快速高效培育出抽穗灌浆期耐热新品系。
Description
技术领域
本发明属于分子育种领域，涉及一种利用单片段置换系改良水稻灌浆期耐热性的分子育种方法，具体涉及一种利用野生稻单片段置换系改良水稻灌浆期耐热性的分子育种方法。
背景技术
高温热害是影响全球水稻产量和品质的主要因子之一，也是中国稻作的主要自然灾害，主要发生在长江流域以南(熊振民，蔡洪法主编. 中国水稻. 北京:中国农业科技出版社，1992)。这些地区的早稻灌浆期常有较长时间维持高温天气，日平均气温达 33℃以上，有时部分地区最高气温在 40℃以上(彭海燕，周曾査，赵永玲，等. 2003 年夏季长江中下游地区异常高温的分析[J]. 气象科学，2005，25(04):4355-61.)。其中高温最严重的地区包括江西的大部、湖南的东部、浙江的西南部、四川的东部和广东的东北部等双季稻区。使得一些具有高产潜力的品种或组合不仅千粒重降低，而且稻米品质也严重降低，甚至造成大幅减产。在全球气候变暖，高温热害灾害频繁的背景下，加强选育耐热水稻新品种已经刻不容缓。
应用传统育种方法和分子标记辅助育种技术培育水稻耐热品种是目前最有效和可行的控制高温胁迫危害的方法。籼稻是栽培稻的一个亚种，主产区为长江中下游平原、四川盆地，江南各省，所以是遗传研究和育种的主要对象，但是这些地区的双季稻区的早稻灌浆期经常遇到连续高温热害，影响杂交早稻高产组合的产量和品质。元江普通野生稻是长期生长在云南元江干热河谷地区的普通野生稻，具备了适应高温干旱等恶劣自然环境的特性。因此元江普通野生稻是重要的耐热及耐旱资源的重要来源。育种家们一直想通过种间杂交的方式把元江野生稻中耐热的基因导入到栽培稻中去，但是由于连锁累赘和杂交后代不容易稳定等原因限制了耐热品种的培育。分子标记技术在提高水稻耐热性育种中的应用大大减少了育种过程中选择的盲目性，快速实现外源优良种质向栽培品种渗透，拓宽了品种的遗传基础。国内外研究人员对耐热性进行了大量的QTL定位研究，有的已经用于标记辅助选择育种实践。
单片段置换系(single segment substitution lines, SSSL)是利用杂交，回交和分子标记辅助选择(marker-assisted selection, MAS)构建的覆盖作物整个基因组的一系列近等基因系。它的基因组内只有来自供体亲本的一个纯合的染色体片段，而基因组的其余部分与轮回亲本相同。它是进行基因组研究，特别是QTL定位和分子设计育种的理想材料。 Peleman等（Peleman J .D. and Vander Voort J.Ｒ.，Breeding by design[J]．Trends Plant Sci，2003，8( 7) : 330-334）提出了分子设计育种的新概念，包括定位相关性状的QTL、评价这些位点的等位性变异和开展设计育种，有望突破水稻精确高效育种等方面的障碍．目前广东省植物分子育种重点实验室培育了1 600 多份水稻单片段置换系(XiZ.Y., He F.H.,Zeng Ｒ.Z.，et al. Development of a wide population ofchromosome single segment substitution lines( SSSLs) in the geneticbackground of an elite cultivar in rice ( Oryza sativa L) [J]．Genome, 2006,49: 476-484)，用这些材料鉴定了许多重要农艺性状的QTLs 及其等位基因（杨自凤，朱海涛，刘自强，等． 基于单片段置换系的水稻抽穗期QTL 上位性研究[J]．华南农业大学学报,2014，35( 6) : 24-28．），并广泛开展了分子设计育种（梁海福．基于单片段置换系的高产优质水稻设计育种[D]．广州: 华南农业大学，2011．）
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种利用元江野生稻单片段置换系改良水稻灌浆期耐热性的分子育种方法。
本发明的目的可通过如下技术方案实现：
一种利用元江普通野生稻单片段置换系改良水稻灌浆期耐热性的分子育种方法，包含如下步骤：
（1） 以保藏号为CGMCC NO.12531的早稻常规种中早35为母本，保藏号为CGMCCNO.12535的元江普通野生稻单片段置换系YJ01-05-03为父本，杂交1代，回交3代，再自交3代获得稳定纯合株系BC3F4，每代都是单穗收获；
（2）分子标记辅助第一次选择：种植BC1F1，应用CTAB法提取DNA，采用所述的元江野生稻单片段置换系YJ01-05-03对应的分子标记引物对RM6515和RM8069进行PCR扩增，选择同时含有上述2个来源于元江普通野生稻的分子标记条带，分子量分别是224bp和392bp的单株与轮回亲本中早35回交，种子按单株收获；其中分子标记引物对RM6515正/反向序列为SEQ ID NO.1 / SEQ ID NO.2，RM8069正/反向序列为SEQ ID NO.3 / SEQ ID NO.4；
（3）分子标记辅助第二次选择：种植BC2F1，每株提取DNA后，再利用所述的分子标记引物对确定BC2F1单株的基因型，同时具有2个来源于上述野生稻的分子标记条带，分子量分别是224bp和392bp的单株继续与轮回亲本中早35回交。
（4）分子标记辅助第三次选择：种植BC3F1，每株提取DNA后，继续利用所述的分子标记引物对确定BC3F1单株的基因型，同时具有2个来源于上述野生稻的分子标记条带，分子量分别是224bp和392bp的单株自交，按单株收获种子。
（5）分子标记辅助第四次选择：种植BC3F2，每株提取DNA后，继续利用所述的分子标记引物对确定BC3F2单株的基因型，同时具有2个来源于上述野生稻的分子标记条带，分子量分别是224bp和392bp的单株自交获得BC3F3，按单株收获种子。
所述的分子育种方法还包括步骤（6）：将步骤（5）筛选到的含纯合基因型的BC3F3株系种在盆钵中，在抽穗后第10天移进人工气候室处理5天结束后一直自然条件下正常生长，以千粒重的下降评价灌浆期耐热性，筛选获得灌浆期耐热性显著改良的育成新品系。
有益效果：本发明所提供的一种利用元江野生稻单片段置换系改良早稻常规种灌浆期耐热性的分子育种方法，与传统的回交聚合育种技术相比具有如下优点：传统的回交聚合育种技术存在杂交工作量大、选择可靠性差、育种周期长的缺陷。通过分子标记辅助选择目标性状，可在3~4年内快速高效培育出灌浆期耐性显著增强的早稻常规种。本发明以元江野生稻单片段置换系YJ01-05-03和早稻常规种中早35为材料，通过分子标记辅助选择获得了灌浆期耐热性显著提高的新品系“元野1号”，“元野1号”在灌浆期模拟高温胁迫下千粒重比对照中早35提高1.3g，单株产量位21.1g，比轮回亲本增加1.2g。
附图说明
图1分子标记辅助选择灌浆期耐热性显著优于轮回亲本的新品系。
图2中早35背景中目标区间不同基因型高温胁迫下千粒重表现（2014-2015）
生物材料保藏证明
中早35为籼稻（ Oryza sativa subsp. indica），2016年 5月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址 北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏号为CGMCC NO.12531；
YJ01-05-03为籼稻（ Oryza sativa subsp. indica），2016年 5月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址 北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏号为CGMCC NO. 12535。
具体实施方式
实施例1选择亲本
江西省农业科学院水稻国家工程实验室（南昌）超级水稻研究发展中心以蜀恢527为轮回亲本，以元江野生稻荷花塘3号为供体亲本（非轮回亲本），在回交5代自交3代结合覆盖全基因组的SSR分子标记辅助选择，培育了一套蜀恢527为背景的元江普通野生稻单片段置换系112个，其基因组的覆盖率达73.5%。2010年，于水稻抽穗后第10天, 选取生长一致的植株装入盆钵, 移入人工气候室。每盆栽3株, 每份材料设3个重复,常规水肥管理。设定相对湿度为85 %, 光照 12h/d , 恒温38 .0℃(白天)/28℃(夜晚)。处理5 d , 处理后, 将试验材料移到常温下, 直至成熟。调查千粒重, 各个处理均设对照 (对照为田间正常生长条件下各试验材料), 以千粒重下降为指标评价灌浆期耐热性。筛选出灌浆期耐热性显著提高的导入系13个，其中包括导入系YJ01-05-03，在模拟高温胁迫情况下，千粒重比对照提高13.4%。利用人工气侯室模拟高温胁迫的平均表型数据, 结合本实验室利用SSR 标记鉴定的各染色体片段置换系基因型的分子标记数据, 利用QTL Ici-Mapping V3.0(http://www.isbreeding.net/)软件(Li H.H., Ribaut J. M., Li Z. L., Wang J. K.Inclusive composite interval mapping (ICIM) for digenic epistasis ofquantitative traits in biparental populations. Theor Appl Genet, 2008, 116:243–260)分析与灌浆期耐热性状相关的加性效应QTL 和上位性效应QTL。中早35为栽培籼稻（ Oryza sativa subsp. indica），2016年 5月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址 北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏号为CGMCC NO.12531。导入系YJ01-05-03为栽培籼稻（ Oryza sativa subsp.indica），2016年5月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址 北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏号为CGMCC NO.12535。
实施例2
（1）2011年夏季在江西省农业科学院南昌试验站分别种植YJ01-05-03和中早35各一行，中早35（CGMCC NO.12531）为母本，YJ01-05-03（CGMCC NO.12535）为父本配制杂交组合产生F1，成熟后全部混收。2011年冬季在海南三亚种植3行F1，回交获得BC1F1，成熟后全部混收。田间管理按常规方法进行。
（2）分子标记辅助选择：2012年夏季在江西省农业科学院南昌试验站种植50行BC2F1，每行8株，每株采集叶片放入2 ml的eppendorf管中，装人小钢珠，利用高通量组织研磨仪高速震荡研磨之后加入1.25% 的SDS 提取液600μl，应用SDS法提取DNA，采用YJ01-05-03（CGMCC NO.5574）和中早35（CGMCC NO.5575）导入片段上的分子标记（表1）进行PCR扩增，扩增体系10μl，DNA模板1μl，94℃预变性5min，94℃变性0.5min，57℃复性0.5min，72℃延伸1min，32个循环后，72℃再延伸10 min，扩增产物经非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳：凝胶浓度为8%，电泳缓冲液为0.5倍TBE，175V恒压电泳1.5小时。选择含有2个分子标记的10个单株继续回交获得BC3F1种子。
（3）2012年冬季在海南三亚将BC3F1种植3行，每行8株，每株采集叶片，提取DNA后，利用表1提供的分子标记确定BC3F1单株的基因型，选择2个标记都含有的单株继续自交得到BC3F2（同时具有表1中来源于上述野生稻的2个分子标记条带）。
表1 YJ01-05-03导入片段的SSR分子标记
（4）2013年冬季在海南三亚将BC3F2种植10行，每行8株，每株采集叶片，提取DNA后，利用表1提供的分子标记确定BC3F2单株的基因型，选择2个标记纯合的单株自交得到BC3F3（同时具有表1中来源于上述野生稻的2个分子标记条带）。
（5）人工气候室模拟高温胁迫鉴定：2014-2015年，将纯合的BC3F4及BC3F5株系于抽穗后10天, 选取生长一致的植株装入盆钵, 移入人工气候室。每盆栽3株, 每份材料设3个重复,常规水肥管理。设定相对湿度为80 %, 光照 11h/d , 恒温38 .0℃(白天)/28℃(夜晚)。处理5 d , 处理后, 将试验材料移到常温下, 直至成熟。调查千粒重, 及其他重要农艺性状，各个处理均设对照 (对照为田间正常生长条件下各试验材料), 以千粒重下降为指标评价灌浆期耐热性。
通过方差分析，从两个世代以上鉴定的纯系中选择在人工气候室中鉴定人工模拟高温胁迫情况下千粒重下降不显著的家系，即为育成品系“元野1号”。
由于本发明选择的耐热株系背景亲本为中早35，其为早稻常规品种代表性品种，因此通过该分子育种方法选育的“元野1号” 品系显著特点是早熟、产量高，具有灌浆期显著耐热的特点。
注: RM编号的引物来自利用Temnykh等（2000）和McCouch等（2002）公布的SSR引物序列合成的SSR标记（Temnykh S, Park W D, Ayres N, et al. Mapping and genomeorganization of microsatellite sequences in rice (Oryza sativa L.).Theoretical and Applied Genetics, 2000, 100(5): 697-712；McCouch S R,Teytelman L, Xu Y, et al. Development and mapping of 2240 new SSR markers forrice (Oryza sativa L.). DNA research, 2002, 9(6): 199-207.）。
<110> 江西省农业科学院
<120>一种利用单片段置换系改良水稻灌浆期耐热性的分子育种方法
<160> 4
<210> 1
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 分子标记引物对RM6515正向序列
<400> 1
CTCGGCTAGTGACGATTTCTTGG
23
<210> 2
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 分子标记引物对RM6515反向序列
<400> 2
ACGTCGTGGTAGGCGACATAGC
22
<210> 3
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 分子标记引物对RM8069正向序列
<400> 3
CGTTCAAAGCGAGCTTAATTGC
24
<210> 4
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 分子标记引物对RM8069反向序列
<400> 4
CTACGGCGGCTAAACATAACTCC
23
Claims (2)
1.一种利用单片段置换系改良水稻灌浆期耐热性的分子育种方法，其特征在于包括：
1)以保藏号为CGMCC NO.12531的早稻常规种中早35为母本，保藏号为CGMCC NO.12535的元江普通野生稻染色体单片段置换系YJ01-05-03为父本，杂交1代，回交3代，再自交3代获得稳定纯合株系BC3F4，每代都是单穗收获；
2)分子标记辅助第一次选择：种植BC1F1，应用SDS法提取DNA，采用所述的元江野生稻染色体单片段置换系YJ01-05-03对应的分子标记引物对RM6515和RM8069(表1)进行PCR扩增，选择同时含有上述2个来源于元江普通野生稻的分子标记条带，分子量分别是224bp和392bp的单株与轮回亲本中早35回交，种子按单株收获；其中分子标记引物对RM6515正/反向序列为SEQ ID NO.1/SEQ ID NO.2，RM8069正/反向序列为SEQ ID NO.3/SEQ ID NO.4；；
表1 引物特征带大小及序列
3)分子标记辅助第二次选择：种植BC2F1，每株提取DNA后，再利用所述的分子标记引物对确定BC1F1单株的基因型，同时具有2个来源于上述野生稻的分子标记条带，分子量分别是224bp和392bp的单株继续与轮回亲本中早35回交；
4)分子标记辅助第三次选择：种植BC3F1，每株提取DNA后，继续利用所述的分子标记引物对确定BC3F1单株的基因型，同时具有2个来源于上述元江普通野生稻的分子标记条带，分子量分别是224bp和392bp的单株自交，按单穗收获种子；
5)分子标记辅助第四次选择：种植BC3F2，每株提取DNA后，继续利用所述的分子标记引物对确定BC3F2单株的基因型，同时具有2个来源于上述元江普通野生稻的分子标记条带，分子量分别是224bp和392bp的单株自交获得BC3F3，按单穗收获种子。
2.根据权利要求1所述的一种利用单片段置换系改良水稻灌浆期耐热性的分子育种方法，其特征在于：所述的品系2014年在人工模拟高温胁迫下表现为千粒重为24.8g，比轮回亲本千粒重增加1.3g,单株产量位21.1g,比轮回亲本增加1.2g,株高94.1厘米，穗长19.4厘米，每穗实粒数97.8粒，结实率86.1％,在灌浆期高温胁迫写下该选系(“元野1号”)的千粒重和单株产量平均值较中早35极显著增加，株高、穗长、单株有效穗、每穗实粒数、每穗总粒数值较中早35无显著差异。
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| CN105123505A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-09 | 安徽农业大学 | 一种特异耐热性水稻重叠片段代换系的培育方法 |
Non-Patent Citations (2)
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|---|
| 曹志斌等: "水稻抽穗扬花期耐热QTL（qHTH5）定位及其遗传效应分析", 《中国水稻科学》 * |
| 钟旭华: "《粮食作物种植实用技能》", 30 June 2012 * |
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