本發(fā)明涉及分子生物學(xué)領(lǐng)域，特別是涉及水稻柱頭外露率主效qtl及其定位方法。

背景技術(shù)：

水稻是全球最為重要的糧食作物，解決了全球超過半數(shù)人口的口糧問題。在全球大緯度、多環(huán)境下均可種植。種植雜交水稻被認(rèn)為是解決全球不斷增長(zhǎng)的人口問題以及由此而引發(fā)的糧食短缺問題的有效策略。

柱頭外露是影響水稻異交結(jié)實(shí)率的主要因子之一。水稻開花期間，多種環(huán)境因子對(duì)柱頭外露均有所影響，例如風(fēng)、溫度、濕度、機(jī)械損傷等等。外露的柱頭大約能保持6天，平均每天減少20％左右。因此，不管單柱頭外露率還是雙柱頭外露率都和其他開花性狀一樣，在雜交稻制種過程中受到育種家以及育種科研者的持續(xù)關(guān)注。

由于栽培稻是嚴(yán)格的自交作物并且花期性狀都不利于異交結(jié)實(shí)，因此在雜交稻制種過程中，要想辦法通過改變兩親本的表型性狀來提高天然的異交結(jié)實(shí)率。雜交稻制種過程中父母本的選擇會(huì)因?yàn)楦髯阅繕?biāo)性狀的不同而選擇不同。雜交稻中父本的選擇會(huì)傾向于在雜交過程中具有高產(chǎn)量潛力的品種，而另一方面，母本的表型性狀選擇則會(huì)傾向于雄性不育性狀。通過應(yīng)用遺傳雄性不育即光溫敏核不育，目前在水稻生產(chǎn)上已得到成功運(yùn)用。但作為育種家，仍需考慮影響雜交稻制種產(chǎn)量的諸多表型性狀，例如水稻柱頭外露率就是最重要的影響因子之一。具有更高柱頭外露率的母本不僅可以從父本獲取更多花粉，而且可以更容易越過父母本之間的開花異步(非同步化)障礙。

到目前為止，在水稻中已經(jīng)定位到了多個(gè)柱頭外露相關(guān)的qtl，并且在水稻全部12條染色體上都有分布?；谒痉N間以及種內(nèi)多次雜交獨(dú)立試驗(yàn)均檢測(cè)到了與開花習(xí)性相關(guān)性狀的數(shù)量性狀位點(diǎn)(qtls)，染色體3、4、6、8、11和12上共檢測(cè)到了9個(gè)控制柱頭外露的qtl(yamamoto,t.,takemori,n.,sue,n.,nitta,n.(2003).qtlanalysisofstigmaexertioninrice.ricegenetnewsl20,33-34)。通過秈稻栽培稻peikuh和野生稻w1944雜交衍生而來的重組自交系(ril)群體，在第5和第10染色體上分別定位到了1個(gè)控制柱頭外露的qtl(ugay,fukutay,caihw,iwatah,ohsawar,morishimah,fujimurat.2003.mappingqtlsinfluencingricefloralmorphologyusingrecombinantinbredlinesderivedfromacrossbetweenoryzasatival.andoryzarufipogongriff.theoreticalandappliedgenetics,107,218-226.doi:10.1007/s00122-003-1227-y.)。

rahman(mdhabiburrahman,yingxinzhang,lianpingsun,keqinzhang,md.sazzadurrahman,weixunwu，xiaodengzhan,liyongcao,shihuacheng.2016.geneticmappingofquantitativetraitlociforthestigmaexsertionrateinrice(oryzasatival).journalofintegrativeagriculture2017,16(0):1-10.)等利用一個(gè)來自于協(xié)青早b和中恢9308配組而成的134株系的重組自交系(ril)群體，定位柱頭外露qtl以及每穗粒數(shù)的qtl，結(jié)果顯示，在染色體1、6、10和11上共定位到了8個(gè)qtl。一些研究者通過表型以及基因型鑒定，在7號(hào)染色體上定位到了2個(gè)控制柱頭外露率qtls的聚集區(qū)(yan,w.g.,li,y.,agrama,h.a.,luo,d.,gao,f.,lu,x.,ren,g.(2009).associationmappingofstigmaandspikeletcharacteristicsinrice(oryzasatival.).molbreed.24,277-292.http://dx.doi.org/10.1007/s11032-009-9290-y)，另一些學(xué)者則在第7染色體上定位到了一個(gè)控制柱頭外露的qtl簇集區(qū)(louj,yuegh,yangwq,meihw,luolj,luhj.2014.mappingqtlsinfluencingstigmaexertioninrice.bulgarianjournalofagriculturalscience,20,1450-1456.)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種水稻柱頭外露率主效qtl。所述的主效qtl被定位于第7染色體上，位于分子標(biāo)記rm5436-rm5499之間約1000kb物理距離上。

所述分子標(biāo)記rm5436的引物為：上游引物tgagctgcacaagacagacaagc(seqidno.1所示)，下游引物accatttgaacaggatggactgg(seqidno.2所示)；所述分子標(biāo)記rm5499的引物為：上游引物ggacgaaagggtatttgattgg(seqidno.5所示)，下游引物cctcaaggtggtctccttctcc(seqidno.6所示)。

本發(fā)明還提供所述的水稻柱頭外露率主效qtl的定位方法，包括以下步驟：a.以協(xié)青早b為供體親本，以中恢9308為受體親本和輪回親本，通過連續(xù)回交以及自交，最終在bc4f8代構(gòu)建得到染色體片段代換系

cl-51，將所述代換系cl-51與中恢9308雜交，獲得f1雜交種，自交后獲得f2分離群體；b.考察f2分離群體的柱頭外露率相關(guān)表型數(shù)據(jù)；c.開發(fā)分子標(biāo)記并篩選出具有多態(tài)性的引物，再利用f2分離群體構(gòu)建遺傳連鎖圖譜；d.利用遺傳連鎖圖譜，結(jié)合表型數(shù)據(jù)進(jìn)行qtl分析，定位出所述柱頭外露率主效qtl。

具體地，所述步驟b中的表型數(shù)據(jù)以及步驟c中遺傳連鎖圖譜的作圖群體來自于從所述代換系cl-51的4000株f2群體中隨機(jī)選取的300株水稻植株。

具體地，所述步驟b中柱頭外露率相關(guān)表型數(shù)據(jù)包括單柱頭外露率、雙柱頭外露率和總柱頭外露率。

具體地，所述步驟b中柱頭外露率的表型數(shù)據(jù)是通過采集水稻植株的主穗樣本后測(cè)算獲得的，所述主穗樣本在開花6-7天且等到主穗最底部也開花2-3天后進(jìn)行采集。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過qtl定位將一種水稻柱頭外露率主效qtl定位于第7染色體上標(biāo)記rm5436-rm5499之間約1000kb物理距離上，上述主效qtl的區(qū)域在以往有關(guān)柱頭外露的研究中從未見報(bào)道過，因此可以認(rèn)為是發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新基因。本發(fā)明的定位成果為今后精細(xì)定位及基因克隆提供了研究基礎(chǔ)。

由于水稻育種上高的柱頭外露率可明顯提高雜交結(jié)實(shí)率，因此，通過開發(fā)該主效qtl緊密連鎖的分子標(biāo)記，來檢測(cè)水稻品種或品系中是否具有柱頭外露率相關(guān)qtl，可加快水稻優(yōu)異品種的選育進(jìn)程。例如，將來該主效qtl含有的新基因可通過mas手段育成帶有遺傳改良性質(zhì)的細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，通過提高其柱頭外露率來提升異交結(jié)實(shí)率，進(jìn)而進(jìn)一步增加雜交稻的制種效率。

附圖說明

上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1是水稻柱頭外露率主效qtl定位方法中遺傳材料構(gòu)建流程圖。

圖2是移栽80天后親本表型性狀圖。其中(a)為中恢9308，(b)為cl-51，(c)為協(xié)青早b。

圖3是f2群體柱頭外露率的分布圖。其中(a)為單柱頭外露率，(b)為雙柱頭外露率，(c)為總柱頭外露率。

圖4是第7染色體上qpsse-7的遺傳連鎖分析，黑色箭頭表示qpsse-7所在位置。

圖5是用4000作圖群體對(duì)qpsse-7所做的精細(xì)定位，黑色水平線下的數(shù)字代表標(biāo)記和基因之間的重組子個(gè)數(shù)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明研究了一個(gè)在7號(hào)染色體上含有供體親本(即協(xié)青早b)插入片段的染色體片段代換系(cssl-51)，而供體親本(協(xié)青早b)可明顯提升柱頭外露的水平。初級(jí)qtl檢測(cè)共定位了3個(gè)與開花習(xí)性相關(guān)的性狀，包括psse(單柱頭外露率)、pdse(雙柱頭外露率)以及ptse(總柱頭外露率)，cl-51來自于親本協(xié)青早b和中恢9308，協(xié)青早b具有高柱頭外露率，而中恢9308柱頭外露率則更低。結(jié)果，我們檢測(cè)到了一個(gè)主效qtl并把它定位于第7染色體上的一個(gè)小區(qū)域內(nèi)(按命名規(guī)則將之命名為qpsse-7)，并大膽推測(cè)該qtl同時(shí)控制psse以及pdse。

以下通過具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。并且以下實(shí)施例中所涉及的藥品或試劑，如無特殊說明，均能夠通過正常商業(yè)途徑進(jìn)行購買。以下實(shí)施例中所涉及實(shí)驗(yàn)技術(shù)或操作方法，如無特殊說明，均為本領(lǐng)域已知的常規(guī)實(shí)驗(yàn)技術(shù)或操作方法。

1.1試驗(yàn)材料以及田間試驗(yàn)

如圖1所示，通過協(xié)青早b與中恢9308配組，協(xié)青早b是具有高柱頭外露率的母本保持系，中恢9308則是低柱頭外露率的恢復(fù)系，利用這兩者配組構(gòu)建rils，并用此群體與中恢9308回交、再自交，發(fā)展成bc1f1，再回交、自交形成bc2f2……直至形成bc4f8，最終得到了75株系的cssls群體(染色體片段代換系群體)。本研究利用其中的一個(gè)株系(cl-51)來進(jìn)行控制柱頭外露率qtl的遺傳定位，此株系第7染色體目標(biāo)區(qū)段含來自于協(xié)青早b的插入片段。最終將含有qpsse-7的區(qū)間縮小至1000kb左右，介于rm5436和rm5499之間。

cssls的f2群體2015年12月10日種植于海南島陵水，f2-3則與2016年6月15日種植于浙江省杭州市的中國水稻研究所試驗(yàn)田內(nèi)。每株系種6行，每行種8株，30×20cm的行間距，標(biāo)準(zhǔn)田間管理。

1.2性狀檢測(cè)

共檢測(cè)了柱頭外露率的3個(gè)性狀值：?jiǎn)沃^外露率psse、雙柱頭外露率pdse以及總柱頭外露率ptse。開花6-7天后，親本以及群體中每行每植株取3個(gè)主穗進(jìn)行分別取樣，等到主穗最底部也開花2-3天后開始取樣，用于測(cè)算柱頭外露率值。

柱頭外露率值用以下公式計(jì)算：

單柱頭外露率(％)＝[單柱頭外露率/(單柱頭外露率+雙柱頭外露率+無柱頭外露率)]×100；

雙柱頭外露率(％)＝[雙柱頭外露率/(單柱頭外露率+雙柱頭外露率+無柱頭外露率)]×100；

總柱頭外露率(％)＝[總柱頭外露率/(單柱頭外露率+雙柱頭外露率+無柱頭外露率)]×100。

1.3dna提取以及pcr產(chǎn)物分析

參照婁等的方法(lou,q.j.,l.chenandl.j.luo,2005.comparisonofthreerapidmethodsofdnaextractionfromrice.molecularplantbreeding,3:749-752.)，用ctab法分別提取f2群體及其親本新鮮葉片的總dna。提取后的總dna溶于te緩沖液中，并用du640核酸蛋白分析儀(貝克曼計(jì)算公司)進(jìn)行質(zhì)量及濃度分析。所有dna樣品用超純水稀釋至25ng/μl，-20℃保存用于pcr檢測(cè)。

參照婁等(lou,q.j.,l.chenandl.j.luo,2005.comparisonofthreerapidmethodsofdnaextractionfromrice.molecularplantbreeding,3:749-752.)的方法在pcr熱循環(huán)儀(美國費(fèi)希爾科技公司生產(chǎn))上進(jìn)行pcr反應(yīng)。

所得產(chǎn)物在8％變性聚丙烯酰胺凝膠上跑膠，并用銀染法染色檢測(cè)。

1.4開發(fā)新標(biāo)記

我們?cè)谙鹊难芯坷胏ssl群體在第7染色體上rm5436和rm5875之間定位了一個(gè)控制水稻柱頭外露的qtl。此qtl在我們先前的初定位工作中被定位于第7染色體ssr標(biāo)記rm5436和rm5875之間(圖4)。

具體地，先前的初定位工作中，通過在bc4f8代換系cl-51的4000株f2群體中隨機(jī)選取300株水稻植株，考察基因型和表型數(shù)據(jù)，利用作圖軟件windowsqtlcartographerv2.5(wangs,bastencj,zengzb(2012)windowsqtlcartographer2.5.departmentofstatistics.available:http://statgen.ncsu.edu/qtlcart/wqtlcart.htm.)處理計(jì)算相應(yīng)數(shù)據(jù),lod值取2.0，計(jì)算所得數(shù)據(jù)顯示此處存在qtl，并得到相應(yīng)表型變異等數(shù)據(jù)。用了9個(gè)ssr標(biāo)記和1個(gè)indel標(biāo)記檢測(cè)到包含qpsse-7的區(qū)段位于rm5436-rm5875之間。其中，分子標(biāo)記rm5436的引物為：上游引物tgagctgcacaagacagacaagc(seqidno.1所示)，下游引物accatttgaacaggatggactgg(seqidno.2所示)；分子標(biāo)記rm5875的上游引物為：aataaagcgagatggacgaacc(seqidno.3所示)，下游引物為：tttcccaccagaggaagatgg(seqidno.4所示)。

在進(jìn)一步地研究中，我們?cè)趒tl初定位區(qū)間rm5436和rm5875之間發(fā)掘ssr新標(biāo)記(http://www.gramene.org/)。參照文獻(xiàn)(mccouchsr.2002.developmentandmappingof2240newssrmarkersforrice(oryzasatival.).naturednaresearch9:199–207(2002).)，每隔上一段物理距離合成3-4對(duì)ssr引物，在親本協(xié)青早b和中恢9308之間篩多態(tài)，篩到多態(tài)的ssr標(biāo)記則可直接應(yīng)用于該群體。

新開發(fā)的ssr標(biāo)記均在擎科生物技術(shù)公司合成。

1.5目標(biāo)區(qū)段的精細(xì)定位及其驗(yàn)證

定位了目標(biāo)區(qū)間之后，結(jié)合新開發(fā)標(biāo)記的雜合子以及目標(biāo)基因座位的信息，最終錨定了目標(biāo)基因區(qū)間以及與之連鎖的分子標(biāo)記信息。

從整個(gè)群體的所有4000株植株中，隨機(jī)選取300株作為對(duì)初期定位結(jié)果的驗(yàn)證以及目標(biāo)區(qū)間的盡可能縮短。為驗(yàn)證此區(qū)間，我們總共在rm5476和rm5875之間檢測(cè)了58對(duì)新ssr引物。這些引物中僅有8對(duì)引物在父母親本間呈現(xiàn)多態(tài)性。因此我們?cè)谶@300個(gè)隨機(jī)植株中應(yīng)用了此8個(gè)多態(tài)性標(biāo)記建立了連鎖圖，結(jié)合基因型及表型數(shù)據(jù)做了qtl的初定位。用軟件windowsqtlcartographerv2.5計(jì)算，lod值取2.0。

2結(jié)果

2.1cssl群體及其父母本的柱頭外露率

cssl群體父母本的柱頭外露率為：p-51(cl-51親本)具低柱頭外露率，為6.24％，而中恢9308柱頭外露率則更高，為11.07％。協(xié)青早b則具有明顯更高的柱頭外露率，為36.8％(表1，圖2)。為何此cl-51親本相對(duì)父本材料中恢9308而言，其柱頭外露率反而更低？我們大膽推測(cè)，該區(qū)間含有控制水稻柱頭外露率qtl的染色體片段來自于協(xié)青早b，且具有負(fù)向調(diào)控作用，降低了植株的柱頭外露率，能有效降低柱頭外露率高達(dá)43.63％。f2群體所有柱頭外露率的性狀表型值分布圖示于圖3。

表1.cssl群體親本的柱頭外露性狀數(shù)據(jù)

注：表中xqzb指協(xié)青早b，zh9308指中恢9308，p-51指cl-51親本。

2.2縮小qtlqpsse-7區(qū)間

qpsse-7的遺傳分析及其精細(xì)定位。

結(jié)合表型數(shù)據(jù)，將包含qpsse-7的染色體區(qū)段進(jìn)一步定位于rm5436到indel103之間，可解釋1.51％的表型變異。最終通過進(jìn)一步分析群體雜合子數(shù)據(jù)，包含qpsse-7的染色體區(qū)段被進(jìn)一步定位于rm5436和rm5499之間，大約涵蓋1000kb物理距離。所述分子標(biāo)記rm5499的引物為：上游引物ggacgaaagggtatttgattgg(seqidno.5所示)，下游引物cctcaaggtggtctccttctcc(seqidno.6所示)。

為縮小qpsse-7區(qū)間，我們共檢測(cè)了58對(duì)ssr引物，其中僅有8對(duì)引物在cl-51兩親本間顯示多態(tài)性。引物檢測(cè)結(jié)果顯示于表2中(表2中ind103是indel，即插入缺失標(biāo)記)。

表2.用于進(jìn)一步縮短qpsse-7區(qū)間所使用的引物

注：表中rm5499、rm21360、rm542、rm214、ind103、rm21470、rm6449、rm5543的上下游引物分別對(duì)應(yīng)序列表中seqidno.5和no.6，seqidno.7和no.8，seqidno.9和no.10，seqidno.11和no.12，seqidno.13和no.14，seqidno.15和no.16，seqidno.17和no.18，seqidno.19和no.20所示。

從cl-51的4000株群體中隨機(jī)選取300株，并用帶有多態(tài)性的上述8個(gè)標(biāo)記進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)合表型數(shù)據(jù)，在第7染色體區(qū)段上定位到了一個(gè)控制柱頭外露率的qtl(圖4)，命名為qpsse-7，具有1.82％的顯性效應(yīng)，并可解釋1.51％的表型變異，增效等位基因來自于協(xié)青早b，可降低43.63％的柱頭外露率值。包含此位點(diǎn)qpsse-7的物理距離約為1000kb，介于rm5436和rm5499之間。

結(jié)合300個(gè)隨機(jī)選取植株的表型及基因型數(shù)據(jù)。卡方檢測(cè)顯示單柱頭外露率的分離比符合孟德爾因子3：1的分離比(x²＝0.25＜x²0.05＝3.19)(圖4)。

將ssr標(biāo)記rm5436和rm5875應(yīng)用于cl-51的4000群體植株中，結(jié)果檢測(cè)出了95個(gè)雜合子。進(jìn)一步應(yīng)用新開發(fā)的8個(gè)ssr標(biāo)記，我們發(fā)現(xiàn)越來越少的雜合子個(gè)數(shù)，諸如65、63、58以及38個(gè)(圖5)。

綜上所述，本發(fā)明利用一個(gè)次級(jí)分離群體，對(duì)先前已檢測(cè)到的柱頭外露率主效qtl進(jìn)行進(jìn)一步的遺傳定位。該次級(jí)分離群體供體親本為協(xié)青早b，受體親本為中恢9308，群體由134個(gè)自交株系組成，并且不斷回交、自交，最終衍生而成bc4f8，僅在目標(biāo)區(qū)段雜合。

在先前的研究中，用了9個(gè)ssr標(biāo)記和1個(gè)indel標(biāo)記檢測(cè)到包含qpsse-7的區(qū)段位于rm5436-rm5875之間。結(jié)合表型數(shù)據(jù)，包含qpsse-7的染色體區(qū)段進(jìn)一步定位于rm5436到indel103之間，可解釋1.51％的表型變異。在本研究中，通過進(jìn)一步分析群體雜合子數(shù)據(jù)，包含qpsse-7的染色體區(qū)段被進(jìn)一步定位于rm5436和rm5499之間，大約涵蓋1000kb物理距離。

3、討論

通過研究，我們?cè)诘?染色體上定位到了一個(gè)控制柱頭外露率的qtl。利用cl-51群體，將包含此qtl的區(qū)間進(jìn)一步縮小定位并命名為qpsse-7。此前從未報(bào)道過此區(qū)間，因此可認(rèn)為該區(qū)間包含新基因。我們將包含此qpsse-7的區(qū)域定位于約1000kb左右的物理距離上。眾所周知，水稻外露的柱頭非常脆弱，在開花期間極易受環(huán)境所影響，例如溫度、風(fēng)、水壓以及物理折損等等。本研究中，我們?cè)谝酝难芯炕A(chǔ)之上對(duì)柱頭外露的測(cè)量方法進(jìn)行了一系列的改進(jìn)。一些學(xué)者的研究中，集中于開花期收集主穗，以避免外露的柱頭遭遇不測(cè)并保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，然而另一些學(xué)者則傾向于在抽穗7-10天后就收集主穗。盡管外露的柱頭非常脆弱，但直至灌漿前，雌蕊形狀還是保持不變的。在我們以往的研究中，通常于大約開花6天左右收集父母本的3個(gè)主穗以及cssl群體每行每株系的3個(gè)主穗以做記錄。本發(fā)明中，我們采用在開花6-7天，且等到主穗最底部也開花2-3天后選取主穗樣本。

水稻中有關(guān)sse、dse以及tse的qtl研究都有報(bào)道。在一些研究中(liwh,donggj,huxm,tengs,guolb,zhengdl,qianq.2003.qtlanalysisforpercentageofexertedstigmainrice(oryzasatival.).yichuanxuebao,30,637-640)，第2和第3染色體上共發(fā)現(xiàn)了5個(gè)qtl；1、2、5和8號(hào)染色體上報(bào)道發(fā)現(xiàn)了9個(gè)qtl；1、5、6、7、8、9、10和11染色體上發(fā)現(xiàn)了15個(gè)qtl，其中第7染色體上發(fā)現(xiàn)的3個(gè)qtl分別是控制柱頭長(zhǎng)/寬比、雙柱頭外露率以及總柱頭外露率的。控制水稻柱頭長(zhǎng)寬比的qtl與rm118連鎖，另兩個(gè)控制雙柱頭外露率以及總柱頭外露率的qtl與rm455連鎖，在第7染色體底部物理距離為22298054bp的位置，與本研究中包含qpsse-7位點(diǎn)的區(qū)間距離非常遙遠(yuǎn)。li等(lip,fengf,zhangq,chaoy,gaog,hey.2014.geneticmappingandvalidationofquantitativetraitlociforstigmaexertionrateinrice.molecularbreeding,34,2131-2138.http://dx.doi.org/10.1007/s11032-014-0168-2)在染色體1、3、6、7、9、10和12上共檢測(cè)到11個(gè)qtl。在這些qtl中，li將在第7染色體上定位到的qtl命名為qsse-7，其位置在第7染色體的底部，與yan等人(yan,w.g.,li,y.,agrama,h.a.,luo,d.,gao,f.,lu,x.,ren,g.(2009).associationmappingofstigmaandspikeletcharacteristicsinrice(oryzasatival.).molbreed.24,277-292.http://dx.doi.org/10.1007/s11032-009-9290-y)發(fā)現(xiàn)的qtl位置接近。lou等人(louj,yuegh,yangwq,meihw,luolj,luhj.2014.mappingqtlsinfluencingstigmaexertioninrice.bulgarianjournalofagriculturalscience,20,1450-1456；lip,fengf,zhangq,chaoy,gaog,hey.2014.geneticmappingandvalidationofquantitativetraitlociforstigmaexertionrateinrice.molecularbreeding,34,2131-2138.)發(fā)現(xiàn)的qtl位置距離此區(qū)間不很近，在第7染色體上19530534bp處，同樣也距離本研究中的qpsse-7位置非常遙遠(yuǎn)，本研究所涉及的區(qū)域在以往報(bào)道中從未提及，因此可認(rèn)為qpsse-7是個(gè)新基因。

在以往研究中，人們往往將具有較大效應(yīng)的qtl作為數(shù)量性狀遺傳改良的重要資源。本研究中，我們?cè)诘?染色體上定位到一個(gè)基因簇，并利用cl-51群體，將此區(qū)域精細(xì)定位于標(biāo)記rm5436和rm5499之間，覆蓋大約1000kb。qpsse-7、qpdse-7和qptse-7是緊密連鎖的qtl，假設(shè)此3個(gè)qtl能結(jié)合在一起那么就可以同時(shí)提升sse、dse以及tse，從而提高雜交稻的制種潛力。水稻中雙柱頭相比較于單柱頭而言，兩者一樣重要，即dse和sse一樣，在水稻雜交稻制種中起到非常重要的作用，可以提升制種的異交結(jié)實(shí)潛力。sse、dse和tse三者具有極顯著正相關(guān)。

本研究中qpsse-7來自于協(xié)青早b，具有負(fù)向效應(yīng)，能降低sse達(dá)43.63％。協(xié)青早b的單柱頭外露率要顯著高于中恢9308，這一現(xiàn)象的原因是這是協(xié)青早b上所有12條染色體基因位點(diǎn)共同綜合協(xié)同作用的結(jié)果。盡管協(xié)青早b上所有基因位點(diǎn)共同綜合作用的結(jié)果是正向的，但qpsse-7位點(diǎn)是負(fù)向效應(yīng)。因此，對(duì)育種家而言，可以通過mas(分子標(biāo)記輔助育種)手段避免使用協(xié)青早b第7染色體上qpsse-7區(qū)段的位置，進(jìn)而在育種實(shí)踐中通過提升柱頭外露率有效提高雜交稻的育種產(chǎn)量潛力。

4、結(jié)論：

本研究中，我們利用cl-51在第7染色體上定位到了一個(gè)qtl，將其命名為qpsse-7，并定位于標(biāo)記rm5436和rm5499之間約1000kb的物理距離內(nèi)。此區(qū)域在以往有關(guān)柱頭外露的研究中從未見報(bào)道過，因此可以認(rèn)為是發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新基因。水稻育種上高的柱頭外露率可明顯提高雜交結(jié)實(shí)率。因此，將來可通過mas手段育成帶有遺傳改良性質(zhì)的cms(細(xì)胞質(zhì)雄性不育系)，通過提高其柱頭外露率來提升異交結(jié)實(shí)率，進(jìn)而進(jìn)一步增加雜交稻的制種效率。此研究將qpsse-7精細(xì)定位于第7染色體上約320kb物理距離的位置，并為將來進(jìn)一步利用mas手段遺傳改良新作物以及克隆等后續(xù)工作提供依據(jù)。伴隨雜交稻育種高新技術(shù)的不斷發(fā)展，通過提升cms的柱頭外露率來提高雜交稻制種效率的技術(shù)策略將在未來雜交稻育種工作中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡(jiǎn)單修改、等同變化或修飾，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

sequencelisting

<110>中國水稻研究所

<120>水稻柱頭外露率主效qtl及其定位方法

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