一種特異耐熱性水稻重疊片段代換系的培育方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種特異耐熱性水稻重疊片段代換系的培育方法，屬于生物基因工程
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 高溫?zé)岷σ殉蔀樗镜燃Z食作物的主要自然災(zāi)害之一，其不僅影響水稻正常的生 長(zhǎng)發(fā)育，還會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量的損失和品質(zhì)的下降。當(dāng)前生產(chǎn)上推廣的絕大多數(shù)水稻品種耐熱性 均較差，頻繁的高溫?zé)岷σ褜?duì)水稻安全生產(chǎn)構(gòu)成很大的威脅。因此挖掘和利用水稻特異耐 熱基因，開(kāi)展水稻耐熱性種質(zhì)資源的創(chuàng)新及其遺傳基礎(chǔ)研究，選育水稻耐熱品種，對(duì)改良水 稻品種的耐熱性、減輕高溫?zé)岷υ斐傻膿p失，保證糧食安全，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
[0003] 水稻的數(shù)量性狀位點(diǎn)（QTL)的研究已有大量的文獻(xiàn)報(bào)道，而早期的研究所用的作 圖群體大多是初級(jí)作圖群體如F2、BC、RIL以及DH等，雖然能夠檢測(cè)到某些與數(shù)量性狀有關(guān) 的QTL，但是由于這些作圖群體的遺傳背景較復(fù)雜，影響對(duì)QTL的定位結(jié)果，特別是一些微 效QTL很難被檢測(cè)出來(lái)，定位效率低，結(jié)果可重復(fù)性差，難以應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中。因此，使用 如CSSLs這樣的高級(jí)作圖群體是進(jìn)行QTL定位的必然趨勢(shì)。
[0004] 重疊片段代換系是導(dǎo)入片段能夠相互銜接或重疊，并最大程度覆蓋供體基因組的 "特殊"代換系群體，其具有其他作圖群體所不能具有的優(yōu)點(diǎn)：如代換片段的可分割性，提高 QTL精細(xì)定位的準(zhǔn)確度；覆蓋基因組的完整性，重疊片段代換系可最大程度的銜接或重疊 供體的全部基因組，減少代換片段的遺漏或缺失；鑒定QTL的高效性，重疊片段代換系代換 的目標(biāo)片段比較明確，對(duì)QTL鑒別效率非常高。因此，重疊片段代換系是研究基因遺傳效應(yīng) 的重要材料。
[0005] 培育重疊片段代換系方法對(duì)于一些特質(zhì)基因（如特異耐熱基因等）種質(zhì)的利用及 創(chuàng)新也具有獨(dú)特的優(yōu)越性，鑒于此，通過(guò)有針對(duì)性地將代換片段導(dǎo)入當(dāng)?shù)貎?yōu)良品種，獲得特 質(zhì)基因并加以利用，從而避免因遠(yuǎn)緣雜交的不利基因的累贅以及過(guò)長(zhǎng)的培育年限等缺陷， 提高特質(zhì)基因種質(zhì)的利用及新的種質(zhì)資源的創(chuàng)新效率，是本發(fā)明亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種特異耐熱性水稻重疊 片段代換系的培育方法，該方法培育出的具有特異耐熱性的水稻重疊片段代換系CSSL27、 CSSL44和CSSL97，可以作為水稻雜交品種的優(yōu)良親本，解決了現(xiàn)有水稻品種的耐熱性差的 不足。
[0007] 本發(fā)明提供一種特異耐熱性水稻重疊片段代換系的培育方法，包括：
[0008] 以綜合性狀優(yōu)良但熱敏感的雜交稻恢復(fù)系9311為受體親本，以具有特異耐熱性 品種N22為供體親本，采用雜交、回交及分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)，連續(xù)4代回交、再連續(xù)4代 自交并用SSR標(biāo)記鑒別染色體代換片段特征，同時(shí)對(duì)代換系的耐熱性進(jìn)行選擇，最終獲得 特異耐熱性水稻重疊片段代換系CSSL27、CSSL44和CSSL97。
[0009] 這種特異耐熱性水稻重疊片段代換系CSSL27、CSSL44和CSSL97的培育方法，是以 9311與N22雜交獲得F1，進(jìn)行真假雜種鑒定，將鑒定的真雜種單株與9311回交得隊(duì)兄;種 植BC1F1世代的98個(gè)含有目標(biāo)片段的單株，并對(duì)導(dǎo)入的N22片段進(jìn)行初步的SSR分子標(biāo)記的 檢測(cè)，獲得BC2F1;種植BC芯，根據(jù)表型選擇與9311相似的單株與受體親本回交獲得BC 3Fl ; 回交獲得129個(gè)BC4F1單株；種植BC芯，對(duì)2580個(gè)單株進(jìn)行導(dǎo)入片段的檢測(cè)，選擇目標(biāo)單株 自交，獲得BC4F2;種植BC 4F2，繼續(xù)對(duì)3580個(gè)單株進(jìn)行導(dǎo)入片段的檢測(cè)和表型選擇，自交獲 得BC4F3;種植127個(gè)目標(biāo)株系；并對(duì)少數(shù)缺失的目標(biāo)片段進(jìn)行篩選，獲得113個(gè)能夠基本覆 蓋N22全基因組的重疊片段代換系（BC4F4)。同時(shí)對(duì)代換系的耐熱性進(jìn)行選擇，最終獲得既 保持9311的優(yōu)良綜合性狀、又具有特異耐熱性的水稻重疊片段代換系CSSL27、CSSL44和 CSSL97。3個(gè)耐熱代換系導(dǎo)入的N22片段SSR分子標(biāo)記的基因型分別為：
[0010] 代換系CSSL27 :導(dǎo)入了 N22第3染色體的RM489-RM157-RM251片段，長(zhǎng)度為 18. 8CM。
[0011] 代換系CSSL44 :導(dǎo)入了 N22第4染色體的RM6314-RM5586-RM273片段，長(zhǎng)度為 19. 3CM〇
[0012] 代換系CSSL97 :導(dǎo)入了 N22第10染色體的RM7300-RM5352-RM5666片段，長(zhǎng)度為 13. 6CM。
[0013] CSSL27、CSSL44 和 CSSL97 的遺傳背景回復(fù)率分別為：96· 3%、97· 1%和 95. 4%。
[0014] 所述的SSR標(biāo)記的特異性引物序列各如下所示：
[0015] RM157 正向引物 CCTCCTCCTCACGAATCCCGCC
[0016] 反向引物 GGGCTTCTTCTCCGCCGGCTTC
[0017] RM5586 正向引物 GCACCATGGAGCACCAAAC
[0018] 反向引物 GAATACAAACCCATGTGGGC
[0019] RM5352 正向引物 GGAACTAAACATGGTGCAAG
[0020] 反向引物 ACCAGATCACATGAAGAGGA。
[0021] CSSL27、CSSL44和CSSL97的耐熱性表現(xiàn)為：熱敏指數(shù)（相對(duì)電導(dǎo)率）均值分別為 2. 17%、1.88%和1.82%，與N22的熱敏指數(shù)（相對(duì)電導(dǎo)率）1.53%沒(méi)有顯著性差異。所以 CSSL27、CSSL44和CSSL97的耐熱性與具有特異耐熱性的N22基本相似，即CSSL27、CSSL44 和CSSL97的耐熱性已得到改良。
[0022] CSSL27、CSSL44和CSSL97的主要農(nóng)藝性狀與對(duì)照9311的8個(gè)主要農(nóng)藝性狀的表 現(xiàn)見(jiàn)表1中。
[0023] 表1 3個(gè)耐熱片段代換系的主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)
[0024] CN 105123505 A 說(shuō)明書(shū) 3/7 頁(yè)
[0025] 由表1結(jié)果可知，CSSL27、CSSL44和CSSL97在株高、全生育期、單株有效穗數(shù)、千 粒重、單株產(chǎn)量、結(jié)實(shí)率、每穗粒數(shù)和粒型（長(zhǎng)寬比）共8個(gè)性狀上，與對(duì)照9311沒(méi)有顯著 性差異。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是本發(fā)明的技術(shù)路線圖。
[0027] 圖2重疊片段代換系圖示基因型，其中縱列代表代換系家系，橫行代表染色體 1-12上的標(biāo)記區(qū)段，黑色代表純合導(dǎo)入片段，灰色代表雜合片段，白色條框代表輪回親本 9311背景。
[0028] 圖3代換片段長(zhǎng)度分布圖
[0029] 圖4 CSSLs背景回復(fù)率分布圖
[0030] 圖5 -期相對(duì)電導(dǎo)率分布圖
[0031] 圖6二期相對(duì)電導(dǎo)率分布圖
【具體實(shí)施方式】
[0032] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0033] 實(shí)施例1重疊片段代換系的構(gòu)建
[0034] 1)多態(tài)性標(biāo)記的篩選
[0035] 利用均勻分布在水稻12條染色體上的356個(gè)SSR分子標(biāo)記，對(duì)親本9311與N22之 間的遺傳差異性進(jìn)行分析，共篩選到143個(gè)具有PCR擴(kuò)增穩(wěn)定、多態(tài)性明顯、條帶清晰等特 征良好的多態(tài)性標(biāo)記，SSR標(biāo)記間平均距離為11. 3cM。每條染色體上多態(tài)性標(biāo)記數(shù)為9~18 個(gè)，平均為11. 9個(gè)，這些標(biāo)記基本能夠覆蓋水稻整個(gè)基因組，多態(tài)性比例為40. 17% ;其中 第3號(hào)染色體的多態(tài)性比例最高達(dá)到52. 94%，第12號(hào)染色體多態(tài)性比