一种水稻耐盐性相关的分子标记及其应用

摘要

本发明公开了一种水稻耐盐性相关的分子标记及其应用。所述分子标记是通过全基因组关联分析得到，包括水稻参考基因组第3号染色体上的第1796216bp处的核苷酸单碱基突变、第1797072bp处的核苷酸单碱基突变、第1797131bp和1797132bp处的两个核苷酸碱基突变、第1797233bp处的9个核苷酸碱基缺失。利用本发明提供的所述分子标记，可以快速、准确地检测水稻OsDSK2a基因的耐盐基因型，有利于该基因在水稻耐盐性分子育种中的高效应用。

权利要求

1.水稻耐盐性相关的分子标记在水稻育种中的应用，其特征在于，所述分子标记为SNP_3_1796216_T/C、SNP_3_1797072_T/C、SNP_3_1797131_GG/AT和INDEL_3_1797233_GTATGAGGC/‑的组合；

所述分子标记SNP_3_1796216_T/C位于水稻第3号染色体上的第1796216bp处，存在核苷酸单碱基突变T/C；

所述分子标记SNP_3_1797072_T/C位于水稻第3号染色体上的第1797072bp处，存在核苷酸单碱基突变T/C；

所述分子标记SNP_3_1797131_ GG/AT位于水稻第3号染色体上的第1797131bp处，存在连续两个核苷酸碱基突变GG/AT；

所述分子标记INDEL_3_1797233_  GTATGAGGC/‑位于水稻第3号染色体上的第

1797233bp处，存在9个核苷酸碱基缺失。

2.检测权利要求1所述水稻耐盐性相关的分子标记的引物对，其特征在于，检测分子标记SNP_3_1796216_T/C的引物对为特异上游引物X1F、Y1F和下游通用引物C1R，引物序列分别如序列表SEQ ID NO：1‑3所示；

检测分子标记SNP_3_1797072_T/C的引物对为特异上游引物X2F、Y2F和下游通用引物C2R，引物序列分别如序列表SEQ ID NO：4‑6所示；

检测分子标记SNP_3_1797131_ GG/AT的引物对为特异上游引物X3F、Y3F和下游通用引物C3R，引物序列分别如序列表SEQ ID NO：7‑9所示；

检测分子标记INDEL_3_1797233_ GTATGAGGC/‑的引物对为特异上游引物4F和下游引物4R，引物序列分别如序列表SEQ ID NO：10‑11所示。

3.一种水稻基因OsDSK2a耐盐基因型的检测方法，其特征在于，以水稻基因组DNA为模板，利用权利要求2所述引物进行PCR反应检测；若前三组引物检测到引物核苷酸序列SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：7所对应的碱基，第四组引物检测PCR产物大小为125bp的，判定水稻样品为纯合的不耐盐OsDSK2a基因型；若前三组引物检测到引物核苷酸序列SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：8所对应的碱基，第四组引物检测PCR产物大小为

116bp的，判定水稻样品为纯合的耐盐OsDSK2a基因型；若同时检测到引物核苷酸序列SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：8所对应的碱基和125bp、116bp的PCR产物，则判定水稻样品为杂合的耐盐OsDSK2a基因型。

4.一种检测权利要求1所述分子标记的试剂盒，其特征在于，所述试剂盒中包括权利要求2所述引物。

5.一种基因芯片，其特征在于，所述基因芯片包括核苷酸序列如序列表SEQ ID NO：1‑

11所示的引物。

6.一种水稻育种方法，其特征在于，按照权利要求3所述检测方法对水稻基因OsDSK2a的基因型进行检测，选择携带耐盐OsDSK2a基因型的水稻样品进行后续育种。

说明书

一种水稻耐盐性相关的分子标记及其应用

技术领域

[0001] 本发明属于作物遗传育种技术领域，具体涉及一种水稻耐盐性相关的分子标记。

背景技术

[0002] 我国可利用的盐碱地约有5.5亿亩，可开发潜力巨大，是我国重要的潜在耕地资源。这些盐碱地主要分布在东北、华北、西北内陆地区以及长江以北沿海地区。通过培育耐
盐碱作物品种和科学改良盐碱地是开发利用这些土地资源的重要前提，而挖掘鉴定作物重
要耐盐碱基因并开发分子标记，是加速耐盐碱作物品种培育过程的最经济有效的手段。

[0003] 水稻是我国重要的粮食作物之一，对盐胁迫高度敏感，在盐胁迫条件下水稻的生长发育和产量均会受到严重限制。目前发现提高水稻耐盐性的基因并不一定保持产量的稳
定，OsDSK2a是一个平衡水稻生长发育和耐盐性的关键基因，其低水平的表达可使水稻维持
较低的代谢水平以提高对盐胁迫的适应。OsDSK2a通过调控赤霉素代谢调控因子EUI的稳定
性影响水稻体内活性赤霉素的含量，其功能缺失后对植株的生长发育影响较小，但可提高
水稻耐盐性，使盐胁迫下水稻的产量保持稳定。

[0004] 由于许多基因的自然变异位点往往会导致基因的功能增强或减弱，其中的优异等位变异可用于作物分子育种，分子标记技术能实现对优异性状的快速高能量筛选，因此在
作物遗传改良中被广泛使用。作物耐盐性是一个十分复杂的多位点控制的数量性状，但目
前关于水稻耐盐分子标记的挖掘还远远不够。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种与水稻耐盐性相关的分子标记及其应用，为水稻耐盐性遗传改良提供基因资源。本发明还提供了用于水稻耐盐基因OsDSK2a的SNP分子标记和
INDEL分子标记分别对应的引物组和检测方法，可同时结合KASP方法和电泳检测技术对样
品进行精准鉴定。

[0006] 一种水稻耐盐性相关的分子标记，所述分子标记包括SNP_3_1796216_T/C、SNP_3_1797072_T/C、SNP_3_1797131_GG/AT、INDEL_3_1797233_GTATGAGGC/‑；

[0007] 所述分子标记SNP_3_1796216_T/C位于水稻第3号染色体上的第1796216bp处，存在核苷酸单碱基突变T/C；

[0008] 所述分子标记SNP_3_1797072_T/C位于水稻第3号染色体上的第1797072bp处，存在核苷酸单碱基突变T/C；

[0009] 所述分子标记SNP_3_1797131_ GG/AT位于水稻第3号染色体上的第1797131bp处，存在连续两个核苷酸碱基突变GG/AT；

[0010] 所述分子标记INDEL_3_1797233_ GTATGAGGC/‑位于水稻第3号染色体上的第1797233bp处，存在9个核苷酸碱基缺失。

[0011] 检测所述水稻耐盐性相关的分子标记的引物对，包括检测分子标记SNP_3_1796216_T/C的引物对包括特异上游引物X1F、Y1F和下游通用引物C1R，引物序列分别如序
列表SEQ ID NO：1‑3所示；

[0012] 检测分子标记SNP_3_1797072_T/C的引物对包括特异上游引物X2F、Y2F和下游通用引物C2R，引物序列分别如序列表SEQ ID NO：4‑6所示；

[0013] 检测分子标记SNP_3_1797131_ GG/AT的引物对包括特异上游引物X3F、Y3F和下游通用引物C3R，引物序列分别如序列表SEQ ID NO：7‑9所示；

[0014] 检测分子标记INDEL_3_1797233_ GTATGAGGC/‑的引物对包括特异上游引物4F和下游引物4R，引物序列分别如序列表SEQ ID NO：10‑11所示。

[0015] 一种水稻基因OsDSK2a耐盐基因型的检测方法，以水稻基因组DNA为模板，利用所述引物进行PCR反应检测；若前三组引物检测到引物核苷酸序列SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：
4、SEQ ID NO：7所对应的碱基，第四组引物检测PCR产物大小为125bp的，判定水稻样品为纯
合的不耐盐OsDSK2a基因型；若前三组引物检测到引物核苷酸序列SEQ ID NO：2、SEQ ID 
NO：5、SEQ ID NO：8所对应的碱基，第四组引物检测PCR产物大小为116bp的，判定水稻样品
为纯合的耐盐OsDSK2a基因型；若同时检测到引物核苷酸序列SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2、
SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：8所对应的碱基和125bp、116bp的PCR
产物，则判定水稻样品为杂合的耐盐OsDSK2a基因型。

[0016] 一种检测所述分子标记的试剂盒，所述试剂盒中包括上述引物。

[0017] 优选地，所述SNP分子标记特异上游引物分别连接FAM和/或HEX荧光接头序列。

[0018] 一种基因芯片，包括核苷酸序列如序列表SEQ ID NO：1‑11所示的引物。

[0019] 所述水稻耐盐性相关的分子标记在水稻育种中的应用。

[0020] 一种水稻育种方法，按照上述检测方法对水稻基因OsDSK2a的基因型进行检测，选择携带耐盐OsDSK2a基因型的水稻样品进行后续育种。

[0021] 本发明的有益效果：利用本发明所述OsDSK2a分子标记，可以在籼稻、粳稻等种质资源以及不同亲本杂交后的重组自交系材料中快速、准确地检测水稻耐盐基因OsDSK2a的
基因型。本发明利用所述SNP分子标记和INDEL分子标记，可通过KASP技术或电泳检测对育
种群体进行规模化鉴定，加快分子育种进程，利于耐盐基因OsDSK2a在育种中的应用。

附图说明

[0022] 图1为水稻基因OsDSK2a不同基因型在不同水稻品种中的表达差异。

[0023] 图2为本发明实施例的分子标记水稻耐盐材料鉴定中的应用。

具体实施方式

[0024] 为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使
对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

[0025] 实施例中所用试验方法均为常规方法，所使用的材料、盐胁迫下产量数据均为申请单位所保存或创制。

[0026] 实施例1

[0027] 水稻基因OsDSK2a的分子标记及其应用，该分子标记是通过分析水稻核心种质资源盐胁迫胁迫下的产量数据，找到水稻基因OsDSK2a中耐盐的几个多态性位点，包括3个SNP
和1个INDEL。具体如下：

[0028] 1、利用水稻参考基因组（os‑Nipponbare‑reference‑IRGSp‑1.0）序列对所述分子标记进行引物设计。

[0029] 2、样品检测

[0030] 采用CTAB法提取水稻叶片基因组DNA，针对分子标记SNP_3_1796216_T/C、SNP_3_1797072_T/C、SNP_3_1797131_GG/AT采用KASP技术检测， KASP反应在LGC SNPline基因分
型平台上进行，反应体系见表1。PCR扩增条件为：94℃ 15分钟；94℃ 20秒，58℃ 60秒，每个
循环退火温度降低0.6℃，共10个循环；94℃ 20秒，55℃60秒，共26个循环。反应完成后进行
荧光数据读取，若样品扩增产物只检测到引物X对应荧光信号，则检测位点为纯合的
OsDSK2a不耐盐基因型；若只检测到引物Y对应荧光信号，则检测位点为纯合的OsDSK2a耐盐
基因型；若同时检测到两种荧光信号，则检测位点为杂合的OsDSK2a基因型。针对分子标记
INDEL_3_1797233_ GTATGAGGC/‑用普通PCR检测，反应体系见表2。PCR扩增条件为：95℃ 5
分钟；95℃10秒， 52℃ 10秒，68℃ 10秒，共35个循环；68℃ 5分钟，4℃保温。电泳检测，若
PCR产物大小为125bp的，则检测位点为纯合的不耐盐OsDSK2a基因型；若PCR产物大小为
116bp的，则检测位点为纯合的耐盐OsDSK2a基因型；若同时检测到125bp和116bp的PCR产
物，则检测位点为杂合的OsDSK2a基因型。

[0031] 表1. KASP反应体系

[0032]

[0033] 表2. PCR反应体系

[0034]

[0035] 3、自然群体验证

[0036] 利用10份水稻种质资源材料针对分子标记SNP_3_1796216_T/C、SNP_3_1797072_T/C、SNP_3_1797131_GG/AT和分子标记INDEL_3_1797233_ GTATGAGGC/‑ 进行验证，分子标
记检测结果如表3所示，可以看出有5份材料检测为OsDSK2a耐盐基因型，另外5份材料为
OsDSK2a不耐盐基因型。因为OsDSK2a表达量较高时水稻耐盐性降低，而OsDSK2a表达量较低
时水稻耐盐性增强，所以通过荧光定量PCR检测10份材料中的OsDSK2a表达，结果如图1所
示，含有OsDSK2a不耐盐基因型的材料中OsDSK2a表达均高于含有OsDSK2a耐盐基因型的材
料。由此可见，本发明中所述分子标记可用于水稻OsDSK2a耐盐基因型的高效检测。

[0037] 表3. 10份种质资源材料中OsDSK2a分子标记分型数据

[0038]

[0039] 4、本发明所述分子标记在耐盐材料筛选中的应用

[0040] 扩大自然群体的种质资源数量，利用本发明中所述分子标记进行水稻耐盐基因OsDSK2a基因型分型后，进一步利用盐胁迫（0.4%）条件下产量统计数据进行分析，结果如图
2所示，含有OsDSK2a不耐盐基因型的材料的产量低于含有OsDSK2a耐盐基因型的材料。由此
可见，本发明中所述分子标记可以用于水稻耐盐材料的鉴定及其后续育种应用。

[0041] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护
范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。