水稻抗穗发芽基因Sdr4功能标记的开发和利用

作者：郑嘉汉; 马菊; 李忠金; 赵锦祥; 冯忠平^*

来源：分子植物育种, 2023, 1-13.

• 水稻
• 抗穗发芽
• Sdr4基因
• 扩增阻滞突变系统PCR

谷物穗发芽是一种世界性的自然灾害，它严重影响谷物产量、品质和种子质量，在中国南方地区，水稻成熟期容易遭遇高温阴雨天气，导致穗发芽现象较为普遍，因此通过分子标记辅助选择(MAS)高效培育抗穗发芽水稻品种具有重要意义。Sdr4是一个通过多种代谢和调控途径调控种子休眠的转录因子，并且有着相对较大的抗穗发芽效应，该基因编码区一个18 bp的碱基重复(包含1个InDel和6个SNPs)是导致水稻抗穗发芽抗性产生变化的原因，前人根据该功能区域设计了切割扩增多态性序列(CAPS)功能标记，但是由于其成本高、流程复杂难以应用于育种中，因此本研究根据扩增阻滞突变系统PCR (ARMS-PCR)原理结合Sdr4基因的功能区域设计和筛选出功能标记(Sdr4NR， Sdr4KR， Sdr4CR)，利用这个功能标记，只需一次PCR反应即可对该基因进行分型。本研究对对个水稻材料进行检测，材料包括：公开基因组序列的7个水稻品种、‘Kasalath’ב珍汕97’的F2群体、13个太湖流域粳稻材料以及30个南方稻区籼稻。结果显示，7个水稻品种使用功能标记鉴定的基因型与公开基因组信息完全一致。‘Kasalath’ב珍汕97’的F2群体3种基因型均能准确检出，并与测序结果一致。在12份来自太湖流域粳稻材料和30份来自南方稻区籼稻材料中，只有‘武运粳7375’、‘雅禾’携带抗穗发芽基因Sdr4-k，剩余材料都携带了穗发芽基因Sdr4-n。以上结果表明这个功能标记能快速、准确对Sdr4基因的3种基因型进行分型，因此可用于抗穗发芽水稻品种的选育和抗穗发芽种质资源的鉴定。

• 单位
  福建农林大学; 湖州市农业科学研究院