CN104946761A - 利用定位的抗黄萎病QTLs辅助回交聚合优质育种方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用定位的抗黄萎病QTLs辅助回交聚合优质育种方法，包括如下步骤：构建遗传图谱，进行抗黄萎病QTLs定位后；进行分子标记辅助育种，筛选获得不同核心种质资源材料20份。本发明利用已标记的抗黄萎病性状基因，通过分子标记辅助选择回交后代群体，聚合产量、品质性状，可以解决田间盲目筛选，提高选择效率，加快新疆棉花抗黄萎病遗传改良和高产的品种培育进程。使陆地棉的抗黄萎病性进一步提高，实现新疆棉花品质和产量同步提高。

Description

利用定位的抗黄萎病QTLs辅助回交聚合优质育种方法
技术领域
本发明涉及作物分子育种领域，具体涉及一种利用定位的抗黄萎病QTLs辅助回交聚合优质育种方法。
背景技术
新疆棉花生产中存在黄萎病危害严重，尤其是落叶型黄萎病已进入重发期，频发期，严重影响了棉花生产，抗黄萎病性状为复杂的数量遗传性状，传统的表型育种对棉花抗黄萎病性状改良耗时长、效率低，投入大。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种利用定位的抗黄萎病QTLs辅助回交聚合优质育种方法，利用已标记的抗黄萎病性状基因，通过分子标记辅助选择回交后代群体，聚合产量、品质性状，可以解决田间盲目筛选，提高选择效率，加快新疆棉花抗黄萎病遗传改良和高产的品种培育进程。使陆地棉的抗黄萎病性进一步提高，实现新疆棉花品质和产量同步提高。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
利用定位的抗黄萎病QTLs辅助回交聚合优质育种方法，包括如下步骤：
S1、遗传图谱构建
S11、应用920对SSR引物对试验组合的亲本进行分子标记的多态性筛选，得到多态性引物85对；
S12、利用Mapmaker/Exp3.0b软件构建遗传连锁图谱，68个标记位点中，41个位点分布在12个连锁群上，总长495.9cM，覆盖棉花基因组9.8％，标记间平均距离12.1cM，最长连锁群为86.5cM，包含4个标记；最短连锁群为8.5cM，包含2个标记，标记之间遗传距离最小为3.4cM，最大为49.7cM；其余27个标记未进入任何连锁群；
S2、抗黄萎病QTLs定位
S21、构建抗枯萎病高感黄萎病品系AY4抗黄萎病陆地棉品系TH23杂交的F2、F2：3代群体，共180个株系；
S22、利用完备区间作图法，构建11个遗传连锁群，对棉花抗黄萎病相关性状进行了QTL定位，总共检测到了4个与纤维品质相关的QTL，分布于第12、20、21、24染色体上，LOD值变异范围为2.79～8.39，2个抗黄萎病性状相关主效QTL，qVV1、qVV2定位在第21、24染色体上；
S3、针对AY4×TH23抗黄萎病回交群体，利用与抗黄萎病紧密连锁分子标记辅助选择目标基因，得到2个与抗黄萎病紧密连锁的SSR标记TMB2295，NAU913，在BC1-BC3回交群体的生育早期，采用上述标记对各个单株进行检测，选取带型与TH23带型一致的单株，在苗期和花铃期详细鉴定黄萎病病指；
S4、筛选获得不同核心种质资源材料20份
通过分子标记辅助选择优质、抗病回交群体，将优质、抗逆境优良性状进行聚合，获得抗黄萎病材料1份，耐枯黄萎病材料4份，其中B7为抗黄萎病材料，B13、B28、B34、B78耐黄萎病，抗枯萎病材料6份，其中B7、B78为高抗枯萎病。
其中，所述多态性引物85对中共显性标记68个，占多态标记的80.0％。
本发明具有以下有益效果：
通过抗病性状QTLs辅助筛选回交聚合修饰群体株系的纤维品质性状，创制出具有不同标记性状的核心种质系，为棉花抗黄萎病遗传改良提供更有价值的核心资源，验证筛选抗病性状稳定的QTL位点，采用稳定、快速的检测技术，结合田间的性状和实验室品质测试结果，进行对比分析，大规模筛选后代材料。降低陆地棉抗病育种的经济成本，使分子标记辅助育种能够大规模地和快速的应用，改良新疆陆地棉抗黄萎病特性，创新棉花新材料和新品种。
附图说明
图1为本发明实施例一种利用定位的抗黄萎病QTLs辅助回交聚合优质育种方法中步骤S1和S2的流程图。
图2为本发明实施例一种利用定位的抗黄萎病QTLs辅助回交聚合优质育种方法中遗传图谱的结构示意图。
图3为本发明实施例一种利用定位的抗黄萎病QTLs辅助回交聚合优质育种方法中步骤S3的流程图。
图4为本发明实施例一种利用定位的抗黄萎病QTLs辅助回交聚合优质育种方法中与TH23带型(TMB2295)一致的单株的示意图。
图5为本发明实施例一种利用定位的抗黄萎病QTLs辅助回交聚合优质育种方法中与TH23带型(NAU913)一致的单株的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
S1、如图1所示，构建遗传图谱
应用920对SSR引物对试验组合的亲本进行分子标记的多态性筛选，得到多态性引物85对。其中共显性标记68个，占多态标记的80.0％。进一步利用Mapmaker/Exp3.0b软件构建遗传连锁图谱。68个标记位点中，41个位点分布在12个连锁群上，总长495.9cM，覆盖棉花基因组9.8％。标记间平均距离12.1cM。最长连锁群为86.5cM，包含4个标记；最短连锁群为8.5cM，包含2个标记。标记之间遗传距离最小为3.4cM，最大为49.7cM。其余27个标记未进入任何连锁群。(见表1，图3)
表1 23×AY4群体抗黄萎病性状的QTL
表中，Add：加性效应；dom：显性效应；1)表示dom/|add|；
S2、抗黄萎病QTLs定位
构建抗枯萎病高感黄萎病品系AY4抗黄萎病陆地棉品系TH23杂交的F2、F2：3代群体(180个株系)，利用完备区间作图法，构建了11个遗传连锁群，对棉花抗黄萎病相关性状进行了QTL定位，总共检测到了4个与抗黄萎病相关的QTL，分布于第12、20、21、24染色体上，LOD值变异范围为2.79～8.39；2个抗黄萎病性状相关主效QTL，qVV1、qVV2定位在第21、24染色体上，这些在不同研究群体和不同环境下检测到与抗病相关性状的QTL区间，是影响棉花抗落叶型黄萎病的重要基因组区域，对标记辅助选育抗病品种具有重要的应用价值。
S3、如图3所示，针对(AY4×TH23)抗黄萎病回交群体，利用与抗黄萎病紧密连锁分子标记辅助选择目标基因，得到2个与抗黄萎病紧密连锁的SSR标记TMB2295，NAU913，在BC1-BC3回交群体的生育早期，采用上述标记对各个单株进行检测，选取带型与TH23带型一致的单株(图4，图5)，在苗期和花铃期详细鉴定黄萎病病指。结果显示：综合每个单株的2种标记，带型与TH23带型一致的单株均表现为黄萎病病指＜15。由此表明本研究中所检测到的标记与抗黄萎病的基因是紧密连锁的。可用于分子标记辅助育种，以加快育种进程、提高育种效率。
S4、筛选获得不同核心种质资源材料20份：通过分子标记辅助选择优质、抗病回交群体，将优质、抗逆境(病、盐碱等)等优良性状进行聚合，获得抗黄萎病材料1份，耐枯黄萎病材料4份，其中B7为抗黄萎病材料，B13、B28、B34、B78耐黄萎病病，抗枯萎病材料6份，其中B7、B78高抗枯萎病。通过分子标记辅助选择与回交聚合优良性状使创新的育种材料的产量和抗枯黄萎病、抗逆性进一步提高。综合性状优良的组合配置成功，加强了与常规育种的辅助作用，缩短了传统育种的进程。(详见表2)
表2抗枯黄萎病材料
本具体实施利用的是陆陆杂交群体，后代材料不存在分离严重问题，其高值亲本为陆地棉抗黄萎病品系，抗黄萎病性强且品质纤维长度＞30mm，比强度＞30cn/tex，抗性与品质很好的兼顾，低值亲本为高产感黄萎病品系。利用本群体检测到与抗黄萎病性状相关的稳定的、主效QTLs位点，采用快速的分子标记检测，结合田间的性状和实验室测试结果，进行对比分析，大规模筛选回交后代材料。将分子标记辅助选择技术能够大规模地应用到改良陆地棉抗黄萎病性状方面，提高选择效率，创制棉花抗黄萎病新材料和新品种(系)。
本具体实施利用与抗黄萎病性状相关QTLs紧密连锁的分子标记辅助选择回交聚合群体后代，创新的多种标记的核心种质资源将为棉花育种提供丰富的遗传物质基础。创新的特异资源材料可直接用于棉花品质育种，在陆地棉聚合育种中，将拓宽亲本的抗黄萎病性状遗传基础背景，加快抗病育种的选择速率，从而更有利于聚合优质、高产、抗逆等有利基因，培育出优质、高产、多抗的棉花新品种。定位的抗黄萎病性状相关QTL，不仅在棉花育种研究中得到广阔应用，而且对自育品种保护、种子纯度真伪鉴定等方面也可得到应用，加速解决常规育种难以解决抗黄萎病、纤维品质与产量限制因子的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.利用定位的抗黄萎病QTLs辅助回交聚合优质育种方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、遗传图谱构建
S11、应用920对SSR引物对试验组合的亲本进行分子标记的多态性筛选，得到多态性引物85对；
S12、利用Mapmaker/Exp3.0b软件构建遗传连锁图谱，68个标记位点中，41个位点分布在12个连锁群上，总长495.9cM，覆盖棉花基因组9.8％，标记间平均距离12.1cM，最长连锁群为86.5cM，包含4个标记；最短连锁群为8.5cM，包含2个标记，标记之间遗传距离最小为3.4cM，最大为49.7cM；其余27个标记未进入任何连锁群；
S2、抗黄萎病QTLs定位
S21、构建抗枯萎病高感黄萎病品系AY4抗黄萎病陆地棉品系TH23杂交的F2、F2：3代群体，共180个株系；
S22、利用完备区间作图法，构建11个遗传连锁群，对棉花抗黄萎病相关性状进行了QTL定位，总共检测到了4个与抗黄萎病相关的QTL，分布于第12、20、21、24染色体上，LOD值变异范围为2.79～8.39，2个抗黄萎病性状相关主效QTL，qVV1、qVV2定位在第21、24染色体上；
S3、针对AY4×TH23抗黄萎病回交群体，利用与抗黄萎病紧密连锁分子标记辅助选择目标基因，得到2个与抗黄萎病紧密连锁的SSR标记TMB2295，NAU913，在BC1-BC3回交群体的生育早期，采用上述标记对各个单株进行检测，选取带型与TH23带型一致的单株，在苗期和花铃期详细鉴定黄萎病病指；
S4、筛选获得不同核心种质资源材料20份：
通过分子标记辅助选择优质、抗病回交群体，将优质、抗逆境优良性状进行聚合，获得抗黄萎病材料1份，耐枯黄萎病材料4份，其中B7为抗黄萎病材料，B13、B28、B34、B78耐黄萎病病，抗枯萎病材料6份，其中B7、B78为高抗枯萎病。
2.根据权利要求1所述的利用定位的抗黄萎病QTLs辅助回交聚合优质育种方法，其特征在于，所述多态性引物85对中共显性标记68个，占多态标记的80.0％。
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