本發(fā)明涉及水稻育種領域,具體涉及一種鑒別水稻耐鹽基因stg5優(yōu)勢單倍型的分子標記及其應用。
背景技術:
1、隨著全球土壤鹽漬化面積不斷擴大,鹽脅迫已經(jīng)成為影響糧食安全最嚴重的非生物脅迫之一。鹽脅迫對水稻(oryza?sativa?l.)的產(chǎn)量和品質都會產(chǎn)生嚴重影響,因此,加強對水稻耐鹽脅迫分子機制的研究,挖掘具有分子設計育種利用價值的新基因,培育適應鹽堿脅迫的水稻新品種,對保障國家糧食安全、端牢中國飯碗具有非常重要的意義。
2、目前水稻中定位的耐鹽相關qtl有900多個,但真正克隆的基因不多,stg5是其中之一(wei?et?al.,2024)。stg5編碼ap2/erf轉錄因子,可以直接結合oshkt1;5;oshkt2;1,oshkt2;3和oshkt2;4的啟動子,在轉錄水平上調(diào)節(jié)多個oshkt基因家族成員的表達來調(diào)節(jié)na+和k+的穩(wěn)態(tài),從而賦予水稻耐鹽性(wei?et?al.,2024)。單倍型分析結果表明,stg5在秈粳稻之間存在著明顯的秈粳分化,其中秈型stg5ind(indica型)為優(yōu)勢單倍型(wei?et?al.,2024)。
3、由于對作物耐鹽性狀的測定比較復雜,需要有專門的條件和豐富的經(jīng)驗,因此該表型測定工作給育種工作者帶來了很多不便。分子標記是一段能反映種間基因組差異的特異性dna片段,能夠使育種工作者降低對表型選育的依賴,從而加快水稻耐鹽品種的選育,因而受到了育種工作者的歡迎。將stg5的indica基因型導入粳稻水稻優(yōu)良受體材料,提高粳稻水稻品種的耐鹽性,將具有廣闊的應用前景。目前文獻尚無關于stg5分子標記的相關報道。
技術實現(xiàn)思路
1、針對上述問題,本發(fā)明提供了一種鑒別水稻耐鹽基因stg5優(yōu)勢單倍型的分子標記及其應用。本發(fā)明針對報道的stg5基因耐鹽優(yōu)勢單倍型(indica型)與鹽敏感型(japonica型)基因序列所存在的特異性差異位點,設計上游引物stg5-allele1、上游引物stg5-allele2及公用引物stg5-common,對水稻基因組dna進行pcr擴增并進行熒光掃描,根據(jù)熒光信號鑒別耐鹽優(yōu)勢單倍型、鹽敏感型和雜合體型,從而對stg5等位基因型進行精準、快速、高效地鑒定,為后續(xù)培育耐鹽水稻新品系提供有力的工具。
2、本發(fā)明的技術方案是:一種鑒別水稻耐鹽基因stg5優(yōu)勢單倍型的分子標記,其特征是,
3、與耐鹽優(yōu)勢單倍型(indica型)位點檢測相關的核苷酸序列如下所示(seq?no.1):
4、gcttgggtgcttaattacgatcacgggtctaaacatagtgagctagttgaccaaaccaaagcgtgaagtgttaacaac;
5、與鹽敏感單倍型(japonica型)位點檢測相關的核苷酸序列如下所示(seq?no.2):
6、gcttgggtgcttaattacgatcacgggtctaaacatggtgagctagttgaccaaaccaaagcgtgaagtgttaacaac。
7、本發(fā)明還提供了鑒定上述耐鹽優(yōu)勢單倍型(indica型)與鹽敏感型(japonica型)的parms分子標記的引物,具體為:
8、上游引物stg5-allele1(seqno.3):
9、5’-gaaggtgaccaagttcatgctattacgatcacgggtctaaacatg-3’;
10、上游引物stg5-allele2(seqno.4):
11、5’-gaaggtcggagtcaacggattattacgatcacgggtctaaacata-3’;
12、公用下游引物stg5-common:
13、5’-tgttaacacttcacgctttggttt-3’(seqno.5)。
14、上述分子標記的引物可用于水稻stg5耐鹽導入系的世代群體分離篩選檢測,也可用于鑒定水稻材料的stg5基因型耐鹽優(yōu)勢單倍型、敏感型及雜合體型。
15、本發(fā)明還公開了應用上述引物鑒定水稻材料的stg5基因型耐鹽優(yōu)勢單倍型、敏感型及雜合體型的方法,其特征是,包括以下步驟:
16、(1)利用上游引物stg5-allele1、上游引物stg5-allele2及公用引物stg5-common對水稻基因組dna進行pcr擴增,然后將pcr擴增產(chǎn)物轉移至熒光掃描酶標儀(hex、fam和rox三通道)檢測熒光信號強度,最后將信號值用snp?decoder軟件上分析,并用散點圖格式輸出,對產(chǎn)物進行基因分型;
17、(2)在散點圖中,紅色信號為耐鹽優(yōu)勢單倍型(indica型),藍色信號為鹽敏感型(japonica型),綠色信號為雜合體型。
18、本發(fā)明還可以使用quantstudio?5熒光定量pcr儀,genotyping模采集fam和hex熒光信號值并自動基因分型。
19、上述步驟(1)中所述的pcr擴增體系采用2×parms?master?mix,優(yōu)選體系為10μl體系。本試驗采用景肽生物公司的2×parms?pro?pcr?mix(10μl),反應體系如下:2×parmspro?pcr?mix(包含2條通用熒光引物)5μl;10mmol/l?allele1引物0.15μl;10mmol/lallele2引物0.15μl;公用引物common0.4μl;模板dna?0.5μl;ddh2o?3.8μl。
20、上述步驟(1)所述的pcr擴增、掃描的反應程序優(yōu)選為:94℃變性15min;94℃預變性20s,65℃(-0.8℃每循環(huán))退火及延伸1min,擴增10個循環(huán);94℃變性20s,55℃退火及延伸1min,擴增28~30個循環(huán);25℃延伸1min;25℃熒光掃描,30s。
21、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有如下的優(yōu)點及技術效果:
22、(1)開發(fā)了一種用于區(qū)分水稻耐鹽基因stg5的耐鹽優(yōu)勢單倍型(indica型)和敏感單倍型(japonica型)的分子標記引物stg5-allele1/allele2/common,對水稻基因組dna進行pcr擴增并進行熒光掃描,根據(jù)熒光信號鑒別耐鹽優(yōu)勢單倍型、鹽敏感型和雜合體型,從而對stg5等位基因型進行精準、快速、高效地鑒定,為后續(xù)培育耐鹽水稻新品系提供有力的工具。
23、(2)本標記通過熒光信號方式呈現(xiàn)結果,一目了然,精準度提高。該方法具有快速省時(省去電泳試驗檢測),健康環(huán)保(避免有毒試劑溴化乙錠使用),精準(避免電泳檢測觀察誤差)等優(yōu)點。
1.一種鑒別水稻耐鹽基因stg5優(yōu)勢單倍型的分子標記,其特征是,
2.一種鑒別水稻耐鹽基因stg5優(yōu)勢單倍型的parms分子標記引物,其特征是,用于鑒別耐鹽優(yōu)勢單倍型與鹽敏感單倍型;所述引物具體為:
3.權利要求2所述的parms分子標記引物在水稻stg5耐鹽導入系的世代群體分離篩選檢測中的應用。
4.權利要求2所述的parms分子標記引物在鑒定水稻材料的stg5基因型耐鹽優(yōu)勢單倍型、敏感型及雜合體型中的應用。
5.采用權利要求2所述的引物鑒定水稻材料的stg5基因型耐鹽優(yōu)勢單倍型、敏感型及雜合體型的方法,其特征是,包括以下步驟:
6.采用權利要求2所述的引物鑒定水稻材料的stg5基因型耐鹽優(yōu)勢單倍型、敏感型及雜合體型的方法,其特征是,利用上游引物stg5-allele1、上游引物stg5-allele2及公用引物stg5-common對水稻基因組dna進行pcr擴增和熒光掃描,使用quantstudio?5熒光定量pcr儀,genotyping模采集fam和hex熒光信號值并自動基因分型。