水稻粒长基因GS3和qGL3功能标记的设计及应用

水稻粒型是与其产量直接相关的重要性状。在前期研究证实来源于特大粒水稻TD70和籼稻品种Kasalath的重组自交系(RIL)群体中检测到已克隆的粒长GS3和q GL3基因的基础上,通过TD70和Kasalath的GS3、q GL3基因序列差异分析,设计功能标记,检测240个RILs和不同粒长的6个粳稻、9个籼稻中GS3、q GL3基因类型及其效应。结果显示:TD70和Kasalath中的GS3基因和q GL3基因分别在第2外显子上的编码区+165位置和第10外显子上的编码区+1 092位置存在一个由碱基C到碱基A的单核苷酸替换,据此设计了四引物扩增受阻突变体系(Tetra-primer ARMS-PCR)标记,TD70的GS3和q GL3基因分别扩增为270 bp和145 bp条带及448 bp和288bp条带,Kasalath的GS3、q GL3基因分别扩增为270 bp和175 bp条带及448 bp和216 bp条带;240个RILs中含有GS3-T和q GL3-T基因的株系61个,含GS3-T和q GL3-K的株系48个,含GS3-K和q GL3-T的株系17个;不同粒型基因组合的粒长存在显著差异,表现为GS3-T+q GL3-T>GS3-T+q GL3-K或GS3-K+q GL3-T>GS3-K+q GL3-K;长粒型的1个粳稻和5个籼稻品种的GS3基因表现为TD70带型,短粒型的5个粳稻和4个籼稻品种的GS3基因表现为Kasalath带型;所有水稻品种的q GL3基因均表现为Kasalath带型。表明开发的GS3和q GL3基因功能标记是有效的,可用于水稻分子标记辅助育种。

水稻粒长基因qGL3功能标记的开发与鉴定

基于基因组DNA序列和PCR分析,对稻属已测序的野生稻、294份水稻微核心种质和2007~2013年江苏省审定的65份粳稻品种中粒长基因qGL3的变异类型进行鉴定。结果表明：稻属不同野生稻均含有基因qGL3的同源序列,但进化树显示其序列存在明显的分化;基于基因qGL3第10外显子的A/C功能变异开发了易于操作的dCAPS标记,并发现在水稻微核心种质中只有1个品种为A型（qgl3基因型）,其余品种均为C型（qGL3基因型）,表明碱基A变异为稀有变异;江苏省近年来审定的65份粳稻品种基因型均为qGL3。