來自海島棉與纖維強度、長度、馬克隆值有關的分子標記及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明設及棉花分子育種技術領域，具體設及到來自海島棉海1與纖維強度、長 度、馬克隆值有關的分子標記及其應用。
【背景技術】
[0002] 棉花是世界上重要的經濟作物之一，也是紡織工業主要的原料，棉花的產量和品 質是棉花生產的產值和效益的直接決定因素。陸地棉產量高，適應性廣，但品質差，遺傳基 礎狹窄；海島棉纖維具有長、強、細的特點，并且高抗黃萎病，但產量低。因此將海島棉與陸 地棉的優良基因進行聚合，創造優異新材料，對改良我國陸地棉纖維品質至關重要。由于采 用傳統的育種方法，每一世代的品質選擇都需等到棉花吐絮后收取棉花進行纖維品質檢測 后才能決定，而且纖維品質性狀受環境影響較大，使得表型選擇準確性差、周期長、效率低， 育種進展緩慢。又由于棉花的產量和品質均為數量性狀，受多種因素影響，并且性狀之間存 在負相關（Smith and C〇}de,1997;Liu et al，2000;Clement et al.,2012)，因此，棉花纖 維品質和產量的同步改良受到嚴重阻礙，使常規育種研究進展緩慢(Percy et al. ,2006)。 隨著分子標記技術的不斷發展和完善，國內外研究者廣泛開展了棉花遺傳圖譜的構建與纖 維品質和產量QTL的篩選與定位的研究工作，為培育優異纖維品質和高產的棉花品種奠定 了基礎。
[0003] 漸滲系（Introgression Line，IL，又叫染色體片段代換系，或導入系），為永久性 群體，群體之間遺傳背景相同，僅是一個或幾個外源染色體片段的區別，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行QTL研究的較少。目前報道 的棉花漸滲系群體多是W陸地棉遺傳標準系TM-1為遺傳背景，雖有益于QTL定位，但難W有 效應用于育種。
[0004] 本發明人為了在進行基礎研究的同時獲得育種直接應用的新品系，利用生產上大 面積推廣種植的陸地棉品種中棉所36與海島棉海1構建了陸地棉漸滲系群體，并繪制了含 有2292個標記的分子遺傳連鎖圖譜（SM et al. ,2015)，在此基礎上對棉花纖維品質和產 量相關QTL進行了定位。梁燕等化iang et al.，2010)利用漸滲系群體，在BC日F2群體中檢測 到20個與產量相關的QTLs。張金鳳等(Zhang et al.，2012)和何蕊等化e et al.，2014)通 過對BCsF3、BCsF3 :4、BC5F3: S個世代多個環境下產量和纖維品質的多點評價，篩選出穩定的 具優良性狀的漸滲系材料，定位出部分纖維品質和產量性狀的QTL。
[000引本發明在本發明人構建的大量陸海(陸地棉中棉所36和海島棉海1)漸滲系群體基 礎上，根據多年多點調查結果，選取纖維品質優異的中棉所36背景的4個漸滲系為親本材 料，構建了雙交Fl及F2分離大群體，對其海島棉染色體漸滲片段進行評價，并在F2:3中進行驗 證;利用SS財示記對3個世代的漸滲系群體的纖維品質和產量性狀進行了 QTL定位，通過運些 纖維品質和產量相關QTL位點的識別及在多環境、多世代中的驗證，獲得了較穩定的QTL，為 棉花纖維品質分子標記輔助育種奠定了基礎。
[0006] 本發明利用雙交Fi、F2分離大群體及F2:3群體篩選出穩定的纖維強度、長度、馬克隆 值QTLs及其緊密連鎖的分子標記，并利用與運些QTL緊密連鎖的分子標記篩選出纖維強度、 長度、馬克隆值得到了改良的株系。
【發明內容】
[0007] 為了克服傳統育種中表型選擇準確性差、周期長、效率低等許多缺點，解決纖維品 質育種進展緩慢的問題。本發明提供一種來自纖維高優質材料海島棉海1與棉花纖維強度、 長度、馬克隆QTL/主效基因連鎖的分子標記，即：通過篩選來自纖維高優質材料海島棉海1 中與纖維強度、長度、馬克隆QTL/主效基因連鎖的分子標記，進行DNA水平上的早期標記輔 助選擇，提高育種效率。本發明W陸地棉品種中棉所36為遺傳背景的4個優質陸海漸滲系作 為親本，構建雙交Fi、F2雙交分離大群體及F2:3家系群體，利用運Ξ個世代的群體挖掘海島棉 纖維品質性狀的QTL，為棉花纖維品質輔助選擇培育新品種奠定了基礎。
[0008] 本發明提供的技術方案是:提供來自海島棉海1與纖維強度、長度、馬克隆值有關 的分子標記，所述分子標記為NA呪4212日日和NAU2 3 2 5240,其中，NA呪4212日日與棉花纖維強度QTL 位點qFS-C14-巧日纖維長度QTL位點qFkC14-l同時緊密連鎖，NAU232524Q與棉花纖維馬克隆 值的'L位點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，用該引物擴增出的特異標記，擴增長度為 20化口；分子標記魁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，用該引物擴增出的特異標記，擴增為24化P。
[0009] 本發明還提供所述來自海島棉海1與纖維強度、長度、馬克隆值有關的分子標記的 應用。
[0010] 本發明還提供一種陸地棉纖維強度、長度、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)使用分子標記NAU54212日日和NAU2 3 2 5240對上述（1)群體單株的基因型進行分子 標記檢測，并W陸地棉中棉所36和海島棉海1基因型作為對照；
[0013] (3)對檢測結果進行分析；
[0014] (4)選擇帶有海島棉海1特征條帶的植株，獲得纖維強度、長度、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，用該引物擴增出的特異標記，擴增長度為200bp;分子標記 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，用該引物擴增出的特異標記，擴增為24化P。
[0016] 根據本發明的與陸地棉纖維強度、長度、馬克隆值輔助育種方法，使用SSR標記 NAU5421200和NAU2 3 2 5240在與海島棉海1等有關的育種群體中對纖維強度、長度、馬克隆值性 狀進行分子標記選擇，可提高陸地棉的纖維強度、纖維長度、降低纖維馬克隆值。該方法所 用的分子標記為NA呪4212日日和NAU2 3 2 5240,其中，NA呪42120日與棉花纖維強度性狀和纖維長度 性狀的2個QTLs:qFS-C14-l和qFkC14-l(FS是纖維強度的英文單詞fiber Strength的縮 寫，化是纖維長度的英文單詞fiber Length的縮寫;Q化的命名：q+性狀名稱英文縮寫+染色 體序號+同一染色體上控制該性狀QTL的順序編號，如:qFS-C14-l表示在第14條染色體上控 審IJ纖維強度的第1個QTL。）緊密連鎖，NAU2 3 2 5 240與棉花纖維馬克隆值QTL位點qFM-C17-l(FM 是纖維強度的英文單詞fiber micronaire的縮寫）緊密連鎖。運3個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對棉花纖維強度的貢獻率分別為5.06-6.06%，加性效應分別為 0.49-1.03cN/tex; qFkC14-l對棉花纖維長度的貢獻率分別為3.68-6.11 %，加性效應分別 為0.35-0.57cm;qFM-C17-l對棉花纖維馬克隆值的貢獻率分別為6.78-7.67%，加性效應分 別為負值0.12-0.14。
[0017] 本發明不僅有助于篩選纖維強度高、纖維長、纖維細的材料，為今后海島棉海1雜 交、回交后代及其衍生品系的纖維強度、長度、馬克隆值性狀育種利用提供了極大的便利， 同時也為QTL的精細定位及基因克隆奠定了基礎。
[0018] 使用本發明可W在苗期預測纖維強度、長度、馬克隆值的高低并進行淘汰，進而可 W快速篩選纖維強度高、纖維長、纖維細的株系用于棉花纖維品質育種，輔助育種選擇目標 明確，節約成本。通過與纖維強度高、纖維長度長、纖維細度細的QTLs緊密連鎖的分子標記 在與海島棉海1等有關的育種群體中的分子標記選擇，快速地改良現有陸地棉品種的纖維 品質，W克服現有技術存在的上述不足。
[0019] 通過運些分子標記選擇可獲得纖維強度、長度、馬克隆值得到改良的陸地棉品種，