微卫星分子标记快速鉴定杂交稻种子纯度技术研究

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获奖名称：

科学技术进步奖

获奖区域：

湖南省

获奖等级：

二等奖

主要完成人：

詹庆才; 王联芳; 朱克永; 薛灿辉; 陈祖武; 王子平; 李召华; 周国强; 曾曙珍; 熊福星; 刘之熙

关键词：

鉴定;  技术;  杂交稻种;  杂交;  稻种;  稻;  技术研究;  微卫星;  杂交稻种子;  快速鉴定;  分子;  纯度;  杂交稻;  卫星;  标记;  种子纯度;  种子;  快速;  微卫星分子标记;  研究;  分子标记; 

第一完成单位：

湖南省农业科学院水稻研究所

获奖时间：

2007

项目名称：

联系人：

詹庆才

联系电话：

0731-4691351

电子邮件：

zhanqc@hotmail.com

邮编：

地址：

湖南省长沙市芙蓉区马坡岭

合作完成单位：

单位电话：

0731-84690770;84692719

传真：

0731-84690755

网址：

推荐单位(专家)：

湖南省科学技术厅

摘要：

全国杂交水稻种植面积比重逐年增大，全年杂交水稻种子的使用在2.5亿公斤左右，杂交水稻种子质量纠纷越来越普遍，而质量的关键是纯度和真实性种子。田间种植鉴定是我国目前普遍适用的用于种子真实性和品种纯度鉴定的方法。但田间种植鉴定法由于田间鉴定需要时间长，妨碍了种子的销售；受环境和基因显隐性的影响大，可能影响纯度鉴定的准确性（如光、温敏两系不育系）；占用土地和生产技术人员；一旦试验失败，不容易重新试验。建立一套准确、快速、稳定、简单的杂交种子纯度鉴定方法，对于我国杂交水稻种子的推广应用具有重大意义。 “SSR”标记操作简单、成本低、检测多态性能力强、所需DNA模板的量少，是进行杂交水稻种子纯度鉴定的首选分子标记。但“SSR”要应用杂交水稻种子纯度检测产业，还受以下因素制约：DNA提取操作步骤较多；PCR程序需时间长；制胶过程复杂，电泳时间长，处理样品量有限；成本昂贵。本研究针对限制SSR标记技术商业化的因素进行技术体系的优化。 （1）建立了简单的DNA提取方法 在水稻单粒种子幼苗DNA提取方法上获得突破，SSR分子标记能否在水稻种子纯度鉴定中广泛应用，速度和成本是关键。本研究得到的水稻单粒种子DNA提取新方法，采取先使DNA酶变性失活，然后再提DNA的安全提取法，提取的DNA不降解，分子量大，质量好。提取一个样品只需2.5分钟，简便快捷，经济实用，为SSR在水稻种植及纯度鉴定上的广泛应用提供了技术上的保证，为该项技术的普及和推广奠定了基础。 （2）建立了适宜的SSR 反应体系和实验操作程序 建立了标准的反应体系和规范化操作程序，使PCR过程从原来的200分钟缩短至65分钟。只要按此标准程序操作，均能得到稳定可靠的重复结果。 （3）建立我国34个骨干杂交水稻的DNA指纹图谱 以分布于染色体1～12的300多对微卫星引物对我国96个杂交组合进行了筛选，建立了我国34个骨干杂交组合的DNA指纹图谱，建立了“利用SSR标记技术进行杂交水稻种子纯度鉴定技术”的标准初稿。 （4）筛选了用于鉴定杂交稻种纯度部分组合的特异引物 筛选得到了威优46、新香优80和威优402等组合的特异多态性引物。 （5）SSR方法检测杂交种子纯度进入应用阶段 攻克了杂交品种室内鉴定的难关，并应用于检测实践，先后为本单位及20多家种子公司分析样品400余批次，代表种子数量4000多万公斤。检出了近百万斤不合格种子，为企业挽回了经济损失，为农民农业安全生产提供了保障。 “SSR”分子标记快速鉴定杂交稻种子纯度技术具有准确、快速，不占用土地，不污染环境等优点，推广应用前景广阔。 全国每年种植早、晚杂交稻2.5亿亩左右，如果按每种植500亩的种子取一个样到海南进行种植鉴定，那么每年样品数将达50万个，如将其他粮食和经济作物计算在内每年样品数将达100万个。每年需花费亿元以上。杂交稻种子纯度室内检测方法建立后，可以形成种子鉴定高新技术产业，带来巨大的经济效益。同时可进行DNA提取试剂、PCR试剂、Taq酶等试剂盒的生产。由于杂交稻种子纯度分子检测直接反映DNA水平上的差异，具有高度的专一性和特异性，不同物种、同一物种不同品种所得DNA指纹各异，不受季节、环境条件、发育状况、人为因素等影响，鉴定结果准确可靠，可确保种子生产安全，带来具大的社会效益。