一种用于鉴别水稻分蘖数的Indel分子标记及其应用

本发明涉及分子标记辅助育种，具体而言，本发明涉及一种与水稻分蘖数相关的分子标记及应用。

背景技术：

1、水稻是全球最主要的粮食作物，全球有50%的人口以稻米为主食。水稻生产对保障全球粮食安全，减少贫困人口和农村就业发挥着重要的作用。长期以来，水稻是我国播种面积最大、总产量最多、单产最高的粮食品种，是我国65%左右人口的主食，在粮食生产和消费中处于主导地位。决定水稻产量的三要素是穗数、穗粒数和千粒重，而穗数由分蘖数决定，所以分蘖数是决定水稻产量的性状之一。

2、水稻分蘖的生长发育受遗传因素的严格调控。水稻的分蘖在基部未延伸的节间上的叶腋处起始，而后独立于主茎生长。最早克隆的调控分蘖的基因是

moc1（

monoculm1），

moc1编码一个 gras家族转录因子。

moc1基因缺失突变体没有分蘖，而该基因的过表达植株的分蘖数显著增多，据此推测moc1是调控水稻分蘖的主要因子（li

et al. nature2003,422: 618–21）。

lax panicle2(

lax2)基因编码一个新的核蛋白，该基因的缺失突变体与

moc1突变体表型相似。

lax2moc1双突变体的表型更为严重，推测lax2和moc1通过不同途径起作用，或者在同一个蛋白复合体中起作用（tabuchi

et al. plant cell2011, 23: 3276–87.）。

tilleringand dwarf 1/tiller enhancer(

tad1/te)突变体的表型与

moc1突变体相反，分蘖数增多。

tad1/tetad1编码一个细胞分裂后期启动复合物（anaphase-promotingcomplex，简称apc/c）的共激活子。apc/c是一个在真核生物中功能高度保守的e3泛素连接酶。tad1与moc1互作，与osapc10形成一个复合体，作为apc/c的一个共激活子，通过细胞周期依赖的方式降解靶标moc1（xu et al. 2012

nature communications,2012,3: 750）。随后下调分生组织决定基因

homeobox 1的表达，从而抑制侧芽分生组织的起始和形成。

moc1调节下游两个2个转录因子基因

osh1和

ostb1的表达，从而参与调节分生组织的起始和腋芽生长（li

et al. nature2003; 422: 618–621）。与此一致的是，ostb1拮抗分蘖负调节因子osmads57的活性（guo

et al. nat commun2013; 4: 1566–1577）。

osmads57能够直接作用于

dwarf14(

d14，又称作

d88或

htd2 -high tillering and dwarf2)；

d14/

d88/

htd2通过调控植物激素独角金内酯信号途径而调节分蘖数（gao,

et al. plant mol biol2009; 71:265–76.； liu

et al. planta2009; 230: 649–58.）。osmads57对

d14/d88/htd2的阻遏活性依赖于与ostb1之间的相互作用。osmads57的表达也受mir444a的调控（guo

et al. nat

commun2013; 4: 1566–77.）。因此，

moc1调控的分蘖可能是通过调节独角金内酯（strigolactone，sl）信号途径而实现的。

3、分子标记是一段能反映种间基因组差异的特异性dna片段，能够使育种工作者降低对表型选育的依赖，从而加快高产水稻品种的选育，因而受到了育种工作者的欢迎。挖掘与分蘖数相关的基因并应用高产水稻育种至关重要。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种用于鉴别水稻分蘖数的indel分子标记及其应用。本发明的分子标记为两种单倍型hap2和hap1，hap2比hap1共缺少10bp。基于所述分子标记，本发明设计了一对鉴定hap1型和hap2型的indel分子标记引物（序列为seq id no.1和seq id no.2），利用所述引物对水稻样品基因组dna进行pcr扩增，扩增条带大小为183bp的水稻品种的分蘖数明显多于条带大小为173bp的水稻品种。上述分子标记可以用于水稻分蘖数鉴定，并且对于筛选和培育高品质水稻新品种具有重要应用价值。

2、本发明所采用的技术方案是：一种用于鉴别水稻分蘖数的indel分子标记，所述分子标记为两种单倍型hap2和hap1，hap2比hap1共缺少10bp，hap1、hap2型分子标记的核苷酸序列分别如seq id no.3和seq id no.4所示。

3、本发明还提供了一对鉴定hap1型和hap2型的indel分子标记引物，具体如下：

4、上游引物qtn1-indel-f1：5’-ttgacttggggcttggcttt -3’ （seq id no.1）。

5、下游引物qtn1-indel-r1：5’-tggctttgtctatgaacttgtct -3’（seq id no.2）。

6、本发明还提供了上述的indel分子标记或者indel分子标记引物在水稻分蘖数鉴定中的应用。

7、本发明还提供了上述的indel分子标记或者indel分子标记引物在选育高分蘖数的水稻新品种中的应用。

8、本发明还提供了一种水稻分蘖数的鉴定方法，其特征是，

9、1）提取待测水稻样品的基因组dna；

10、2）以所述基因组dna为模板，采用seq id no.1和seq id no.2所示的引物对进行pcr扩增，获得扩增产物；

11、3）检测扩增产物的大小，若扩增产物为183bp，则待测水稻含有hap1型分子标记，其分蘖数较多；若扩增产物为172bp，则待测水稻含有hap2型分子标记，其分蘖数较少。

12、根据检测扩增产物的大小，选择扩增产物为183bp的水稻作为亲本进行杂交或回交，在后代中筛选扩增产物为183bp的植株，即获得分蘖数提高的水稻后代。

13、优选地，pcr扩增的反应体系为：50ng/μl基因组dna、10μm上游引物0.3μl、10μm下游引物0.3μl、2×easytaq pcr supermix 10 μl，用水补足至20μl。

14、优选地，pcr扩增的程序为：94℃预变性3min；94℃变性30s，55℃退火30s，72℃延伸30s，共35个循环；72℃后延伸5min。

15、优选地，待测水稻样品的基因组dna来源于水稻叶片。

16、优选地，检测扩增产物大小的方法为聚丙烯酰胺凝胶或测序。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：上述indel分子标记可以用于水稻分蘖数鉴定，并且对于筛选和培育高品质水稻新品种具有重要应用价值。采用indel分子标记，具有分布密度大、准确性高、稳定性好的优势。