利用InDel分子标记鉴定杂交籼稻中籼粳交杂株

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0871

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (33): 107-113.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0871

利用InDel分子标记鉴定杂交籼稻中籼粳交杂株

潘伟芹(), 马卉, 许学, 鲍翔宇, 麦霄黎, 林玲, 吴爽(), 汪秀峰()

安徽省农业科学院水稻研究所，合肥 230031

收稿日期:2022-10-23 修回日期:2023-01-15 出版日期:2023-11-25 发布日期:2023-11-22
通讯作者: 汪秀峰，女，1966年出生，皖望江人，研究员，学士，研究方向：农业转基因生物技术。通信地址：230031安徽省合肥市庐阳区农科南路40号安徽省农业科学院，Tel：18019907528，E-mail：xiufengwang66@sohu.com。吴爽，男，1972年出生，皖枞阳人，研究员，博士，研究方向：作物遗传育种。通信地址：230031 安徽省合肥市庐阳区农科南路40号安徽省农业科学院，Tel：15856392207，E-mail：ahwtx@aliyun.com。
作者简介:
潘伟芹，女，1988年出生，皖怀远人，硕士研究生，主要从事农作物品种分子检测研究。通信地址：230031 安徽省合肥市庐阳区农科南路40号安徽省农业科学院，Tel：18110901561，E-mail：meiqi114@163.com。
基金资助:
安徽省农业科学院青年英才计划项目“水稻籼粳特异性功能标记的开发与应用”(QNYC-201902); 安徽省农作物良种重大联合攻关“优质高产抗逆中籼稻新种质创制及品种选育”

Indica-japonica Untypical Plants Among Hybrid Indica Rice: Identification by InDel Markers

PAN Weiqin(), MA Hui, XU Xue, BAO Xiangyu, MAI Xiaoli, LIN Ling, WU Shuang(), WANG Xiufeng()

Rice Research Institute, Anhui Academy of Agricultural Sciences, Hefei 230031

Received:2022-10-23 Revised:2023-01-15 Published-:2023-11-25 Online:2023-11-22

摘要/Abstract

摘要：

在杂交籼稻制种过程中，若混入粳稻花粉就会产生籼粳交杂株，这种类型的杂株常表现为大青棵而使得杂交稻纯度降低，最终影响产量。为避免因配组亲本选择不当或在粳稻区制种因隔离不严格而产生大青棵，找到能准确区分籼稻与粳稻的分子标记可为育种和制种生产提供参考。以三系杂交籼稻粤泰A/R2020和田间表现为大青棵的杂株为试验材料，利用两个亲本间的多态性SSR标记对疑似杂株进行基因型分析，并通过18对特异性的InDel标记对其进行籼粳属性鉴定。结果表明：在行业标准《水稻品种鉴定技术规程 SSR标记法》(NY/T1433—2014)推荐的48对引物中，不育系‘粤泰A’与恢复系‘R2020’之间有22个位点差异；在6对标记下（RM72、RM85、RM224、RM253、RM424、RM481），8个疑似杂株全为串粉带型；13对籼粳间特异性InDel标记检验结果证明了8个串粉杂株均来源于籼粳亚种间杂交。本研究初步筛选出13对InDel标记可用于籼粳属性鉴定，为避免大青棵的产生提供了分子依据。

关键词: 水稻, 籼粳交杂株, 大青棵, InDel标记, 籼粳属性鉴定

Abstract:

Indica-japonica untypical plants will be produced in the process of indica hybrid seeds production when japonica pollens are mixed, and this type of untypical plants often displays the character of abnormal heading (commonly known as Daqingke in China), and results in purity decrease of hybrid rice, which ultimately affects grains yield. In order to avoid the occurrence of abnormal heading due to improper choosing of parents in mating groups or poor isolation in seed production in japonica regions, finding out proper molecular markers that could accurately distinguish indica from japonica may provide a reference for breeding and hybrid seed production. In this study, the three-line indica hybrid rice‘Yuetai A’/‘R2020’and untypical plants with character of abnormal heading in the field were used as experimental materials. Polymorphic SSR markers between two parents were used to analyze genotype of the untypical plants, and eighteen pairs of specific InDel markers were used to identify the indica-japonica attributes. The results showed that there were twenty-two loci differences between the male sterile line ‘Yuetai A’ and the restorer line ‘R2020’ among the forty-eight pairs of SSR markers recommended by the industry standard "Protocol for identification of rice varieties-SSR Marker Method" (NY/T 1433-2014); eight untypical plants all showed out-crossing type bands under six pairs of SSR markers (RM72, RM85, RM224, RM253, RM424 and RM481); the results of thirteen pairs of indica japonica specific InDel markers further proved that these eight out-crossing plants were all derived from hybridization of indica-japonica subspecies. Thirteen pairs of InDel markers for identification of indica-japonica attributes were preliminarily selected in this study, which provided a molecular basis for avoiding the generation of untypical plants of abnormal heading.

Key words: rice, indica-japonica untypical plants, abnormal heading, InDel marker, indica-japonica identification

潘伟芹, 马卉, 许学, 鲍翔宇, 麦霄黎, 林玲, 吴爽, 汪秀峰. 利用InDel分子标记鉴定杂交籼稻中籼粳交杂株[J]. 中国农学通报, 2023, 39(33): 107-113.

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图/表 7

参考文献 32

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标记	染色体	正向引物(5’-3’)	反向引物(5’-3’)	9311与日本晴片段差异/bp
R1M7	1	ATTCCTGGTTCTACATTACTTA	CGCCTCACTAGAATATCGGA	37
R1M37	1	ATAGTTCGCCATCGTCAT	ACACGCCATAGCAAGGAA	53
R2M10	2	CCCAGTCTGCTGCCATCT	GAATGTATTTCAGTTCCAGTAAG	48
R2M50	2	CCTGAAGGAAATGATAGCAATAG	GTTTTGTATGCTCTTCACTTGTC	42
R3M10	3	CCGAGTACCATTGCTTTC	CTGCCATAGTTACTGCTCTGTT	37
R3M53	3	ACACTGGCTACGGCAAAG	TTTGTTCGGGAATAATGATGC	35
R4M17	4	AGTGCTCGGTTTTGTTTTC	GTCAGATATAATTGATGGATGTA	51
R5M13	5	GAGAAAGAGTGGAAGGAG	AGTATCGTCAGGAGGGTC	32
R5M30	5	CTCAATTTCACCCATCCC	CGCTCCGTCTCCAACCTC	46
R6M14	6	AAATGTCCATGTGTTTGCTTC	CATGTGTGGAATGTGGTTG	34
R6M44	6	TTAGGAATAAAGGCTGGATA	TTACCGTTAATAGGTGGAA	34
R7M7	7	ACCTTCCCTCCCCTTTTGAT	AACTTGGTCTTCCTGTTTTATTG	67
R7M37	7	CAGCCCTAAATCTAAATACCC	ACGTTGAGACAGGCGAGC	36
R8M33	8	CGAAAGAGGAGAGGGGTAGT	CGAAAACGAGAAACAAATA	38
R9M42	9	CTATAAGACCAAAACGAAAACT	GAAAACCATTGTGTCACTGTA	48
R10M17	10	TGAACAATAAACCACAGAAGCA	CCCTTTATTCCCTCCTTTG	31
R11M23	11	AAGGTTGACAAGGACAGAAG	TCGCAGGAATGGATAAAA	42
R12M27	12	ATTTCATTGCCATCAGTT	GTAATCTTCTATCCGTTCA	33

标记	染色体	正向引物(5’-3’)	反向引物(5’-3’)	9311与日本晴片段差异/bp
R1M7	1	ATTCCTGGTTCTACATTACTTA	CGCCTCACTAGAATATCGGA	37
R1M37	1	ATAGTTCGCCATCGTCAT	ACACGCCATAGCAAGGAA	53
R2M10	2	CCCAGTCTGCTGCCATCT	GAATGTATTTCAGTTCCAGTAAG	48
R2M50	2	CCTGAAGGAAATGATAGCAATAG	GTTTTGTATGCTCTTCACTTGTC	42
R3M10	3	CCGAGTACCATTGCTTTC	CTGCCATAGTTACTGCTCTGTT	37
R3M53	3	ACACTGGCTACGGCAAAG	TTTGTTCGGGAATAATGATGC	35
R4M17	4	AGTGCTCGGTTTTGTTTTC	GTCAGATATAATTGATGGATGTA	51
R5M13	5	GAGAAAGAGTGGAAGGAG	AGTATCGTCAGGAGGGTC	32
R5M30	5	CTCAATTTCACCCATCCC	CGCTCCGTCTCCAACCTC	46
R6M14	6	AAATGTCCATGTGTTTGCTTC	CATGTGTGGAATGTGGTTG	34
R6M44	6	TTAGGAATAAAGGCTGGATA	TTACCGTTAATAGGTGGAA	34
R7M7	7	ACCTTCCCTCCCCTTTTGAT	AACTTGGTCTTCCTGTTTTATTG	67
R7M37	7	CAGCCCTAAATCTAAATACCC	ACGTTGAGACAGGCGAGC	36
R8M33	8	CGAAAGAGGAGAGGGGTAGT	CGAAAACGAGAAACAAATA	38
R9M42	9	CTATAAGACCAAAACGAAAACT	GAAAACCATTGTGTCACTGTA	48
R10M17	10	TGAACAATAAACCACAGAAGCA	CCCTTTATTCCCTCCTTTG	31
R11M23	11	AAGGTTGACAAGGACAGAAG	TCGCAGGAATGGATAAAA	42
R12M27	12	ATTTCATTGCCATCAGTT	GTAATCTTCTATCCGTTCA	33

序号	标记	片段大小/bp		序号	标记	片段大小/bp
序号	标记	粤泰A	R2020	序号	标记	粤泰A	R2020
1	RM21	149	128	12	RM423	268	292
2	RM72	162	153	13	RM424	262	280
3	RM85	103	94	14	RM432	169	180
4	RM190	107	122	15	RM471	114	105
5	RM209	125	132	16	RM481	153	162
6	RM224	156	143	17	RM493	262	211
7	RM232	164	149	18	RM561	185	191
8	RM253	117	142	19	RM583	192	159
9	RM278	138	127	20	RM590	146	139
10	RM311	170	180	21	RM1195	140	146
11	RM339	159	146	22	OSR28	135	169

序号	标记	片段大小/bp		序号	标记	片段大小/bp
序号	标记	粤泰A	R2020	序号	标记	粤泰A	R2020
1	RM21	149	128	12	RM423	268	292
2	RM72	162	153	13	RM424	262	280
3	RM85	103	94	14	RM432	169	180
4	RM190	107	122	15	RM471	114	105
5	RM209	125	132	16	RM481	153	162
6	RM224	156	143	17	RM493	262	211
7	RM232	164	149	18	RM561	185	191
8	RM253	117	142	19	RM583	192	159
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11	RM339	159	146	22	OSR28	135	169

杂株	F₁带型	母本带型	串粉带型
1-5	RM190、RM232、RM278、RM339、 RM471、RM493、RM590、OSR28	RM21、RM209、RM311、RM423、RM432、RM583	RM72、RM85、RM224、RM253、 RM424、RM481、RM561、 RM1195
6	RM21、RM232、RM278、RM339、RM471、RM493、RM561、RM590、RM1195、OSR28	RM209、RM311、RM583	RM72、RM85、RM190、RM224、RM253、 RM423、 RM424、 RM432、RM481
7	RM21、RM278、RM339、RM493、 RM561、RM590、OSR28	RM209、RM311、RM423、RM583	RM72、RM85、RM190、RM224、RM232、 RM253、RM424、RM432、RM471、RM481、RM1195
8	RM232、RM278、RM339、RM471、 RM493、RM590、RM1195、OSR28	RM209、RM311、RM423、RM583	RM21、RM72、RM85、RM190、RM224、 RM253、RM424、RM432、RM481、RM561

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