一种水稻茎秆基部矮化相关的DNA选择标记及其应用的制作方法

一种水稻茎秆基部矮化相关的dna选择标记及其应用
技术领域
1.本发明涉及分子遗传育种领域，特别是涉及一种水稻茎秆基部矮化相关的dna选择标记及其应用。


背景技术：

2.水稻矮杆基因可以使水稻株高降低，使水稻植株更不易倒伏，增加产量，是水稻的有利突变性状。始于20世纪中期的水稻绿色革命基因sd1的应用，水稻的株高得到显著的降低，部分解决了水稻高产与倒伏的矛盾。目前在我国杂交稻中，水稻矮源几乎都依赖于sd1，且随着越来越多的籼粳杂交水稻的推广。另外，在水稻实践发现，即使杂交水稻含有纯合的sd1基因，部分杂交稻组合的株高也过高，加上穗部的重量重，导致水稻倒伏和减产，使部分组合的株高过高的矛盾更加突出。近年来我国科学家克隆了一个控制水稻株高的半显性矮杆基因sbi(shornted basal internodes)，部分丰富了水稻的矮源，更多水稻矮源的发现和利用可以为我国育种家提供多种选择，避免种质的单一化。因此，为了进一步拓宽水稻的矮源利用，挖掘新的矮杆基因资源、并基于此开发新的dna选择标记，仍然是水稻分子遗传育种研究中的一个重要方向。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种基于新的水稻茎秆矮化控制基因djh3017的indel位点开发的、与矮杆表型完全连锁的分子标记及其应用，以方便和加快矮杆控制基因djh3017导入到更多优良水稻品种中，实现该基因的有效利用。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.一方面，本发明提供了一种水稻茎秆基部矮化相关的dna选择标记，所述dna选择标记为基于水稻茎秆基部矮化控制基因djh3017的indel位点开发的、与矮杆表型完全连锁的标记，所述indel位点位于水稻第二染色体16361797-16361807。
6.作为本发明进一步地改进，所述dna选择标记为indel标记、kasp标记、parms标记、caps或dcaps标记。
7.进一步地，所述indel标记的pcr产物大小为50bp-10kb，优选50bp-1000bp，更优选100-200bp。
8.进一步地，所述dna选择标记的引物组合为：
9.id3017f:tcttccagggactacgtgaa；
10.id3017r:ctttgggattccacgaata。
11.另一方面，本发明还提供了一种试剂盒，包含上述的水稻茎秆基部矮化相关的dna选择标记的引物组合。
12.再一方面，本发明还提供了一种上述的水稻茎秆基部矮化相关的dna选择标记的应用，所述应用为：
13.(1)在水稻茎秆基部矮化性状检测或鉴定中的应用；
14.和/或(2)在辅助水稻育种中的应用。
15.进一步地，所述在辅助水稻育种中的应用为：鉴定是否将djh3017基因的突变基因导入其他水稻品种中，所述突变基因在水稻第二染色体16361797-16361807缺失11位；所述水稻育种为：
16.(1)水稻矮杆育种；
17.和/或(2)水稻抗倒伏育种；
18.和/或(3)水稻高产育种。
19.进一步地，所述其他水稻品种为具有sd1基因但株高仍旧过高的水稻。
20.本发明基于水稻茎秆基部矮化控制基因的indel位点开发了相关的dna选择标记，并对其进行检测，根据检测结果的多态性确认茎秆基部矮化控制基因djh3017的突变基因是否存在，及是否是纯合突变。该标记能准确鉴定突变后的djh3017是否转育入水稻品种(如basmati)中，且上述与矮杆表型完全连锁的功能标记，在水稻矮杆育种、抗倒伏育种及高产育种中有重要利用价值。
附图说明
21.上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
22.图1为野生型与矮杆突变体荆基矮在djh3017基因上的测序比对；
23.图2为使用标记id3017进行检测鉴定的结果图。
具体实施方式
24.以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应该理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
25.本发明是基于申请人的同期研究成果，申请人克隆了一个新的控制水稻茎秆基部矮化的基因loc_os02g27620(djh3017-seq id no：1所示的基因序列)，其编码肌醇多聚磷酸5-磷酸酶。在克隆该基因的过程中，发现了在水稻第二染色体16361797-16361807，水稻茎秆基部矮化控制基因djh3017突变后在此位点(在seq id no：1的第5269位-5279位)具有11bp缺失，因此，以该位点为基础进行了dna选择标记的开发及应用。
26.实施例1稻茎秆基部矮化控制基因的克隆及突变位点的确定
27.一、水稻茎秆基部矮化控制突变体的获得
28.荆基矮是荆恢3017经过钴60辐射而获得的矮杆突变体。荆恢3017是一个抗病高配合力的水稻恢复系，其本身含有sd1,但是其株高仍旧很高，在杭州种植株高达1.5m左右。其所配的杂交组合的株高也过高。利用荆恢3017经过钴60辐射而获得的矮杆突变体的株高1.0m左右。
29.二、基因定位
30.经初步定位发现，荆基矮的矮杆基因与位于第二染色体上的rm71,rm324,rm5521和rm475连锁。
31.经进一步定位发现，矮杆基因位于rm324与d223a之间，与rm324与d223a连锁。
32.三、基因测序与克隆
33.结合基因重测序和dna一代测序验证图1，克隆了控制水稻矮杆表型(水稻茎秆基部矮化控制基因)的基因loc_os02g27620(djh3017)，其编码肌醇多聚磷酸5-磷酸酶。
34.如图1所示，野生型与矮杆突变体荆基矮在djh3017基因上的测序比对结果显示，突变基因在seq id no：1的第5269位-5279位，缺失了11个碱基。
35.djh3017与d12，d32和d50等位，但是djh3017突变位点更靠基因后部，矮化症状适中更适于育种利用。
36.实施例2基于突变位点的dna选择标记开发
37.本发明围绕第二染色体16361797-16361807上的11bp缺失，设计indel引物，pcr产物大小为50bp-10kb，优化的产物大小为50bp-1000bp，更优的产物大小为100-200bp。
38.经过大量分子标记的引物设计，本发明筛选到一组引物组合id3017，该引物组合可以方便的扩增该indel位点，经过page电泳或毛细管电泳等，可以方便的检测到该indel位点的多态性差异，pcr产物大小相差10bp，该引物组合为：
39.id3017f:tcttccagggactacgtgaa；
40.id3017r:ctttgggattccacgaata。
41.上述实施例提供了一个基于功能indel位点chr2：16361797-16361807的indel标记，但由于该基因的克隆及突变位点的发现，基于此可以开发多种dna选择标记，包括但不限于indel标记本身，可以是kasp标记，parms标记，caps，dcaps标记等。
42.另外，与上述分子标记对应地，可以开发一种试剂盒，包含上述的水稻茎秆基部矮化相关的dna选择标记的引物组合。
43.实施例3dna选择标记的应用
44.应用上述突变基因改良basmati(巴斯马蒂、巴斯马蒂香米、印度香米)，使其降低株高。
45.用荆基矮与basmati杂交，basmati/荆基矮的f3分离群体为例，使用实施例2获得的标记id3017来进行检测鉴定。
46.实验材料及方法：
47.2x pcr mix(vazyme)10μl，引物id3017f(10μm)1ul，引物id3017r(10μm)1μl，dna模板50ng，h2o补足到20μl。程序：95℃，20s；55℃，30s；72℃，30s。循环次数30-35次,6％page胶，银染检测。
48.检测结果如图2所示，其中野生型-basmati(高杆)：144bp(l11)，突变体矮杆-荆基矮(矮杆)134bp(l12)。l1-l10:矮杆f3；l13-l25:矮杆f3；l26-l32:高杆f3。其中，l1-l32指上部的标号1-32。
49.由检测结果图可知，突变后的djh3017已转育入水稻品种basmati中，在f3中可直接鉴定出纯合突变。
50.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。