來自海島棉與纖維強(qiáng)度、長(zhǎng)度、馬克隆值有關(guān)的分子標(biāo)記及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及棉花分子育種技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及到來自海島棉海1與纖維強(qiáng)度、長(zhǎng) 度、馬克隆值有關(guān)的分子標(biāo)記及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 棉花是世界上重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，也是紡織工業(yè)主要的原料，棉花的產(chǎn)量和品 質(zhì)是棉花生產(chǎn)的產(chǎn)值和效益的直接決定因素。陸地棉產(chǎn)量高，適應(yīng)性廣，但品質(zhì)差，遺傳基 礎(chǔ)狹窄；海島棉纖維具有長(zhǎng)、強(qiáng)、細(xì)的特點(diǎn)，并且高抗黃萎病，但產(chǎn)量低。因此將海島棉與陸 地棉的優(yōu)良基因進(jìn)行聚合，創(chuàng)造優(yōu)異新材料，對(duì)改良我國(guó)陸地棉纖維品質(zhì)至關(guān)重要。由于采 用傳統(tǒng)的育種方法，每一世代的品質(zhì)選擇都需等到棉花吐絮后收取棉花進(jìn)行纖維品質(zhì)檢測(cè) 后才能決定，而且纖維品質(zhì)性狀受環(huán)境影響較大，使得表型選擇準(zhǔn)確性差、周期長(zhǎng)、效率低， 育種進(jìn)展緩慢。又由于棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)均為數(shù)量性狀，受多種因素影響，并且性狀之間存 在負(fù)相關(guān)（Smith and C〇}de,1997;Liu et al，2000;Clement et al.,2012)，因此，棉花纖 維品質(zhì)和產(chǎn)量的同步改良受到嚴(yán)重阻礙，使常規(guī)育種研究進(jìn)展緩慢(Percy et al. ,2006)。 隨著分子標(biāo)記技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，國(guó)內(nèi)外研究者廣泛開展了棉花遺傳圖譜的構(gòu)建與纖 維品質(zhì)和產(chǎn)量QTL的篩選與定位的研究工作，為培育優(yōu)異纖維品質(zhì)和高產(chǎn)的棉花品種奠定 了基礎(chǔ)。
[0003] 漸滲系（Introgression Line，IL，又叫染色體片段代換系，或?qū)胂担?，為永久?群體，群體之間遺傳背景相同，僅是一個(gè)或幾個(gè)外源染色體片段的區(qū)別，可有效減少遺傳背 景的干擾，是研究QTL定位的理想材料。在棉花中利用漸滲系進(jìn)行QTL研究的較少。目前報(bào)道 的棉花漸滲系群體多是W陸地棉遺傳標(biāo)準(zhǔn)系TM-1為遺傳背景，雖有益于QTL定位，但難W有 效應(yīng)用于育種。
[0004] 本發(fā)明人為了在進(jìn)行基礎(chǔ)研究的同時(shí)獲得育種直接應(yīng)用的新品系，利用生產(chǎn)上大 面積推廣種植的陸地棉品種中棉所36與海島棉海1構(gòu)建了陸地棉漸滲系群體，并繪制了含 有2292個(gè)標(biāo)記的分子遺傳連鎖圖譜（SM et al. ,2015)，在此基礎(chǔ)上對(duì)棉花纖維品質(zhì)和產(chǎn) 量相關(guān)QTL進(jìn)行了定位。梁燕等化iang et al.，2010)利用漸滲系群體，在BC日F2群體中檢測(cè) 到20個(gè)與產(chǎn)量相關(guān)的QTLs。張金鳳等(Zhang et al.，2012)和何蕊等化e et al.，2014)通 過對(duì)BCsF3、BCsF3 :4、BC5F3: S個(gè)世代多個(gè)環(huán)境下產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的多點(diǎn)評(píng)價(jià)，篩選出穩(wěn)定的 具優(yōu)良性狀的漸滲系材料，定位出部分纖維品質(zhì)和產(chǎn)量性狀的QTL。
[000引本發(fā)明在本發(fā)明人構(gòu)建的大量陸海(陸地棉中棉所36和海島棉海1)漸滲系群體基 礎(chǔ)上，根據(jù)多年多點(diǎn)調(diào)查結(jié)果，選取纖維品質(zhì)優(yōu)異的中棉所36背景的4個(gè)漸滲系為親本材 料，構(gòu)建了雙交Fl及F2分離大群體，對(duì)其海島棉染色體漸滲片段進(jìn)行評(píng)價(jià)，并在F2:3中進(jìn)行驗(yàn) 證;利用SS財(cái)示記對(duì)3個(gè)世代的漸滲系群體的纖維品質(zhì)和產(chǎn)量性狀進(jìn)行了 QTL定位，通過運(yùn)些 纖維品質(zhì)和產(chǎn)量相關(guān)QTL位點(diǎn)的識(shí)別及在多環(huán)境、多世代中的驗(yàn)證，獲得了較穩(wěn)定的QTL，為 棉花纖維品質(zhì)分子標(biāo)記輔助育種奠定了基礎(chǔ)。
[0006] 本發(fā)明利用雙交Fi、F2分離大群體及F2:3群體篩選出穩(wěn)定的纖維強(qiáng)度、長(zhǎng)度、馬克隆 值QTLs及其緊密連鎖的分子標(biāo)記，并利用與運(yùn)些QTL緊密連鎖的分子標(biāo)記篩選出纖維強(qiáng)度、 長(zhǎng)度、馬克隆值得到了改良的株系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了克服傳統(tǒng)育種中表型選擇準(zhǔn)確性差、周期長(zhǎng)、效率低等許多缺點(diǎn)，解決纖維品 質(zhì)育種進(jìn)展緩慢的問題。本發(fā)明提供一種來自纖維高優(yōu)質(zhì)材料海島棉海1與棉花纖維強(qiáng)度、 長(zhǎng)度、馬克隆QTL/主效基因連鎖的分子標(biāo)記，即：通過篩選來自纖維高優(yōu)質(zhì)材料海島棉海1 中與纖維強(qiáng)度、長(zhǎng)度、馬克隆QTL/主效基因連鎖的分子標(biāo)記，進(jìn)行DNA水平上的早期標(biāo)記輔 助選擇，提高育種效率。本發(fā)明W陸地棉品種中棉所36為遺傳背景的4個(gè)優(yōu)質(zhì)陸海漸滲系作 為親本，構(gòu)建雙交Fi、F2雙交分離大群體及F2:3家系群體，利用運(yùn)Ξ個(gè)世代的群體挖掘海島棉 纖維品質(zhì)性狀的QTL，為棉花纖維品質(zhì)輔助選擇培育新品種奠定了基礎(chǔ)。
[0008] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:提供來自海島棉海1與纖維強(qiáng)度、長(zhǎng)度、馬克隆值有關(guān) 的分子標(biāo)記，所述分子標(biāo)記為NA呪4212日日和NAU2 3 2 5240,其中，NA呪4212日日與棉花纖維強(qiáng)度QTL 位點(diǎn)qFS-C14-巧日纖維長(zhǎng)度QTL位點(diǎn)qFkC14-l同時(shí)緊密連鎖，NAU232524Q與棉花纖維馬克隆 值的'L位點(diǎn)qFM-C17-l緊密連鎖，qFS-C14-l和qFL-C14-l位于染色體C14上的同一位置，qFM-C17-1位于染色體C17上，其中，分子標(biāo)記ΝΑ呪421200的特異性引物ΝΑ呪421其正向序列如SEQ ID NO. 1所示，反向序列如SEQ ID NO.2所示，用該引物擴(kuò)增出的特異標(biāo)記，擴(kuò)增長(zhǎng)度為 20化口；分子標(biāo)記魁1]2 3 2 524〇的特異性引物魁肥325其正向序列如569 10^.3所示，反向序 列如SEQ ID NO.4所示，用該引物擴(kuò)增出的特異標(biāo)記，擴(kuò)增為24化P。
[0009] 本發(fā)明還提供所述來自海島棉海1與纖維強(qiáng)度、長(zhǎng)度、馬克隆值有關(guān)的分子標(biāo)記的 應(yīng)用。
[0010] 本發(fā)明還提供一種陸地棉纖維強(qiáng)度、長(zhǎng)度、馬克隆值輔助育種方法，該方法包括包 括W下步驟：
[0011] (1)提取苗期單株DNA;
[0012] (2)使用分子標(biāo)記NAU54212日日和NAU2 3 2 5240對(duì)上述（1)群體單株的基因型進(jìn)行分子 標(biāo)記檢測(cè)，并W陸地棉中棉所36和海島棉海1基因型作為對(duì)照；
[0013] (3)對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析；
[0014] (4)選擇帶有海島棉海1特征條帶的植株，獲得纖維強(qiáng)度、長(zhǎng)度、馬克隆值可能得到 不同程度的改良的單株；
[0015] 其中，分子標(biāo)記NA呪421200的特異性引物NA呪421其正向序列如SEQ ID NO. 1所示， 反向序列如SEQ ID NO.2所示，用該引物擴(kuò)增出的特異標(biāo)記，擴(kuò)增長(zhǎng)度為200bp;分子標(biāo)記 酷1]2 3 2 524〇的特異性引物臟肥325其正向序列如569 10^.3所示，反向序列如569 10^.4 所示，用該引物擴(kuò)增出的特異標(biāo)記，擴(kuò)增為24化P。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的與陸地棉纖維強(qiáng)度、長(zhǎng)度、馬克隆值輔助育種方法，使用SSR標(biāo)記 NAU5421200和NAU2 3 2 5240在與海島棉海1等有關(guān)的育種群體中對(duì)纖維強(qiáng)度、長(zhǎng)度、馬克隆值性 狀進(jìn)行分子標(biāo)記選擇，可提高陸地棉的纖維強(qiáng)度、纖維長(zhǎng)度、降低纖維馬克隆值。該方法所 用的分子標(biāo)記為NA呪4212日日和NAU2 3 2 5240,其中，NA呪42120日與棉花纖維強(qiáng)度性狀和纖維長(zhǎng)度 性狀的2個(gè)QTLs:qFS-C14-l和qFkC14-l(FS是纖維強(qiáng)度的英文單詞fiber Strength的縮 寫，化是纖維長(zhǎng)度的英文單詞fiber Length的縮寫;Q化的命名：q+性狀名稱英文縮寫+染色 體序號(hào)+同一染色體上控制該性狀QTL的順序編號(hào)，如:qFS-C14-l表示在第14條染色體上控 審IJ纖維強(qiáng)度的第1個(gè)QTL。）緊密連鎖，NAU2 3 2 5 240與棉花纖維馬克隆值QTL位點(diǎn)qFM-C17-l(FM 是纖維強(qiáng)度的英文單詞fiber micronaire的縮寫）緊密連鎖。運(yùn)3個(gè)QTLs中：qFS-C14-l和 q化-C14-1位于染色體C14上的同一位置，qFM-C17-l位于染色體C17上，增效基因都來源于 海島棉海1，〇。5-(：14-1對(duì)棉花纖維強(qiáng)度的貢獻(xiàn)率分別為5.06-6.06%，加性效應(yīng)分別為 0.49-1.03cN/tex; qFkC14-l對(duì)棉花纖維長(zhǎng)度的貢獻(xiàn)率分別為3.68-6.11 %，加性效應(yīng)分別 為0.35-0.57cm;qFM-C17-l對(duì)棉花纖維馬克隆值的貢獻(xiàn)率分別為6.78-7.67%，加性效應(yīng)分 別為負(fù)值0.12-0.14。
[0017] 本發(fā)明不僅有助于篩選纖維強(qiáng)度高、纖維長(zhǎng)、纖維細(xì)的材料，為今后海島棉海1雜 交、回交后代及其衍生品系的纖維強(qiáng)度、長(zhǎng)度、馬克隆值性狀育種利用提供了極大的便利， 同時(shí)也為QTL的精細(xì)定位及基因克隆奠定了基礎(chǔ)。
[0018] 使用本發(fā)明可W在苗期預(yù)測(cè)纖維強(qiáng)度、長(zhǎng)度、馬克隆值的高低并進(jìn)行淘汰，進(jìn)而可 W快速篩選纖維強(qiáng)度高、纖維長(zhǎng)、纖維細(xì)的株系用于棉花纖維品質(zhì)育種，輔助育種選擇目標(biāo) 明確，節(jié)約成本。通過與纖維強(qiáng)度高、纖維長(zhǎng)度長(zhǎng)、纖維細(xì)度細(xì)的QTLs緊密連鎖的分子標(biāo)記 在與海島棉海1等有關(guān)的育種群體中的分子標(biāo)記選擇，快速地改良現(xiàn)有陸地棉品種的纖維 品質(zhì)，W克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。
[0019] 通過運(yùn)些分子標(biāo)記選擇可獲得纖維強(qiáng)度、長(zhǎng)度、馬克隆值得到改良的陸地棉品種，