專利名稱：一種利用海島棉染色體片段導(dǎo)入系改良棉花馬克隆值的分子育種方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種利用海島棉染色體片段導(dǎo)入系改良棉花馬克隆值的分子育種方法，專用于快速、有效地選育與生產(chǎn)馬克隆值優(yōu)良的棉花新品系(新品種)。
(二)技術(shù)背景棉花是世界性的重要經(jīng)濟(jì)作物。中國(guó)是棉花的生產(chǎn)大國(guó)，消費(fèi)大國(guó)和紡織大國(guó)。作為棉花生產(chǎn)大國(guó)，我國(guó)主產(chǎn)棉區(qū)覆蓋16個(gè)省、市(自治區(qū))，常年植棉面積7000— 8000萬畝，總產(chǎn)約600萬噸，占世界總產(chǎn)的四分之一。隨著紡織技術(shù)的進(jìn)步，紡織產(chǎn)品也從粗支紗發(fā)展到高支紗甚至達(dá)到100支的細(xì)沙，加工對(duì)象也有一般中絨棉發(fā)展到中長(zhǎng)絨棉、 長(zhǎng)絨棉和超長(zhǎng)絨棉。王延琴等(王延琴，楊偉華，許紅霞，周大云，馮新愛，匡猛.中國(guó)棉花生產(chǎn)中存在的主要問題及建議.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2009，25(14) 86-90) 2003— 2007年連續(xù)5年在三大主產(chǎn)棉區(qū)選取546個(gè)基點(diǎn)，2201份棉花樣品進(jìn)行纖維質(zhì)量檢測(cè)發(fā)現(xiàn)我國(guó)陸地棉樣品的纖維長(zhǎng)度平均觀.8 mm，變幅M.(T34.7 mm，主要處于細(xì)絨棉的中絨 (28. (Γ31.0 mm)范圍，即中與長(zhǎng)的范圍；斷裂比強(qiáng)度平均觀.3 cN/tex，變幅19. 7-38. 3 cN/tex，多數(shù)處于中等(Γ29. OcN/tex)范圍，即中到強(qiáng)的范圍；馬克隆值平均4. 2，變幅 2. (Γ5. 2，多數(shù)在(3. 7、. 9)范圍。中國(guó)棉花基本能滿足紡織工業(yè)的需要，但缺乏長(zhǎng)度在31 mm以上，斷裂比強(qiáng)度在34 cN/tex以上，馬克隆值在3. 7 4. 2之間的特優(yōu)質(zhì)品種，來滿足紡 60支以上高支紗的需要。一般棉花品種纖維品質(zhì)性狀的遺傳分析均表現(xiàn)出典型數(shù)量性狀遺傳方式，易受環(huán)境條件影響。在不同分離群體中，加性、顯性或上位性效應(yīng)均可能占主導(dǎo)地位。利用野生種的高強(qiáng)力性狀和海島棉的優(yōu)良品質(zhì)基因雜交漸滲和轉(zhuǎn)育，是當(dāng)代育種家獲取高強(qiáng)力纖維的主要途徑。海島棉生育期長(zhǎng)，成熟晚，鈴小，產(chǎn)量低于陸地棉，但纖維細(xì)強(qiáng)，是紡高支紗原料； 而陸地棉的產(chǎn)量高，適應(yīng)性廣，纖維品質(zhì)中等，但顯著優(yōu)于亞洲棉和草棉。陸地棉、海島棉兩者雜交WF1可育，表型正常，且有明顯的產(chǎn)量、品質(zhì)的雜種優(yōu)勢(shì)，印度、以色列、中國(guó)已成功培育出海、陸雜交種在生產(chǎn)上大面積推廣利用。但是，兩者雜交的后代表現(xiàn)典型的種間雜交的瘋狂分離，棉花育種家一直努力想培育出既具陸地棉的高產(chǎn)，又有海島棉優(yōu)質(zhì)的新品種， 一直沒有成功。分子標(biāo)記技術(shù)在纖維品質(zhì)改良育種中的應(yīng)用大大減少了育種過程中選擇的盲目性，快速實(shí)現(xiàn)外源優(yōu)良種質(zhì)向栽培品種滲透，拓寬了品種的遺傳基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)纖維品質(zhì)進(jìn)行了大量的QTL定位研究，有的已經(jīng)用于標(biāo)記輔助選擇育種實(shí)踐。染色體片段導(dǎo)入系(Chromosome segment introgression lines，CSIL)是利用雜交，回交和分子標(biāo)記輔助選擇(marker-assisted selection, MAS)構(gòu)建的覆蓋作物整個(gè)基因組的一系列近等基因系。它的基因組內(nèi)只有來自供體親本的一個(gè)純合的染色體片段，而基因組的其余部分與輪回親本相同。它是進(jìn)行基因組研究，特別是QTL定位和分子設(shè)計(jì)育種的理想材料。萬建民(萬建民.作物分子設(shè)計(jì)育種.作物學(xué)報(bào)，2006，32 (3):455-462.) 已利用由粳稻Asominori (輪回親本)和秈稻頂對(duì)(非輪回親本)構(gòu)建的染色體片段置換系進(jìn)行了分子育種的實(shí)踐。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題一種利用海島棉染色體片段導(dǎo)入系改良棉花馬克隆值的分子育種方法，克服和緩解海陸雜交存在的嚴(yán)重連鎖累贅，有利于海島棉中馬克隆值優(yōu)良的基因資源導(dǎo)入陸地棉中?；亟豢梢曰謴?fù)輪回親本的遺傳背景，同時(shí)保存了非輪回親本的有利性狀，結(jié)合分子標(biāo)記輔助選擇目標(biāo)性狀，可以快速高效培育馬克隆值優(yōu)良的棉花新品系。
技術(shù)方案一種利用海島棉染色體片段導(dǎo)入系改良棉花馬克隆值的分子育種方法，包括
1)以新疆棉區(qū)推廣品種新陸早41號(hào)為輪回親本(早)，以IL056-A5-7染色體片段導(dǎo)入系為非輪回親本( )，雜交1代，回交2代獲得BC2F1，每代都是混收混種；
2)分子標(biāo)記輔助第一次選擇=BC2F1種植，應(yīng)用CTAB法提取DNA，采用IL056-A5-7導(dǎo)入片段上的分子標(biāo)記引物對(duì) NAU5347, CIR062、NAU6657、NAU6207、NAU861、NAU3014 進(jìn)行 PCR 擴(kuò)增，選擇同時(shí)含有6個(gè)分子標(biāo)記條帶(分子量分別是600bp ；300bp ； 180bp ；300bp ；215bp ； 210bp)的單株自交獲得BC2F2，種子按單株收獲；
權(quán)利要求
1. 一種利用海島棉染色體片段導(dǎo)入系改良棉花馬克隆值的分子育種方法，包括1)以新疆棉區(qū)推廣品種新陸早41號(hào)為輪回親本早，以IL056-A5-7染色體片段導(dǎo)入系為非輪回親本 ，雜交1代，回交2代獲得BC2F1，每代都是混收混種；2)分子標(biāo)記輔助第一次選擇=BC2F1種植，應(yīng)用CTAB法提取DNA，采用IL056-A5-7導(dǎo)入片段上的分子標(biāo)記引物對(duì) NAU5347、CIR062、NAU6657、NAU6207、NAU861、NAU3014 進(jìn)行 PCR 擴(kuò)增，選擇同時(shí)含有6個(gè)分子標(biāo)記條帶分別是600bp ；300bp ； 180bp ；300bp ；215bp ；210bp的單株自交獲得BC2F2，種子按單株收獲；引物對(duì)產(chǎn)物大小bp正向引物序列5' —3'反向引物序列5' -3'NAU5347600AAAGAAGTTCCGTTCMGGACTGCATACTGTTTGCTCCACIR062300TTTAGAGGAGAAGTTTAGGCAGTCTCTTGTAGTTTCATTNAU6657180TGTTAGTGCGCTTCTGTGATCAGAGAAGATGGCAATGTGANAU6207300AGATATTGTTGGGGTCGAAACAGAGAAGATGGCAATGTGANAU861215CCAAAACTTGTCCCATTAGCTTCATCTGTTGCCAGATCCNAU3014210TCGATAGCATCCAAGAAACAAACTTGCACTCCCCATACAT3)分子標(biāo)記輔助第二次選擇種植BC2F2，每株提取DNA后，再利用分子標(biāo)記引物對(duì) NAU5347、CIR062、NAU6657、NAU6207、NAU861、NAU3014 確定 BC2F2 單株的基因型，同時(shí)只有 6 個(gè)分子標(biāo)記條帶分別是600bp ；300bp ； 180bp ；300bp ；215bp ；210bp的單株自交獲得BC2F3， BC2F3即為改良棉花馬克隆值的育成品系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子育種方法，其特征在于，在權(quán)利要求1所述的改良棉花馬克隆值的BC2F3中選擇纖維長(zhǎng)度29. 39-30. 63 mm,纖維強(qiáng)度30. 2-31. 3cN/tex,馬克隆值 3. 63-4. 14，單鈴重4. 68-5. 05 g，衣分36. 9-38. 2%的家系，即為育成品系“南農(nóng)海導(dǎo)4號(hào)”。
全文摘要
本發(fā)明一種利用海島棉染色體片段導(dǎo)入系改良棉花馬克隆值的分子育種方法，專用于農(nóng)作物(棉花)定向改良農(nóng)藝性狀和新品種的選育。通過對(duì)海島棉染色體片段導(dǎo)入系進(jìn)行棉纖維品質(zhì)檢測(cè)，篩選出馬克隆值顯著低于對(duì)照TM-1的導(dǎo)入系IL056-A5-7。以此導(dǎo)入系為非輪回親本，新疆棉區(qū)推廣品種新陸早41號(hào)為輪回親本，進(jìn)行雜交，回交2代且自交3代并輔以分子標(biāo)記輔助選擇獲得馬克隆值優(yōu)良的棉花新品系。利用這一方法，已經(jīng)培育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的棉花新品系“南農(nóng)海導(dǎo)4號(hào)”。
文檔編號(hào)A01H1/02GK102229980SQ20111012722
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者張?zhí)煺? 曹志斌, 王鵬, 郭旺珍 申請(qǐng)人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)