CN115707376A

CN115707376A - 一种聚合多个优良性状的樱桃番茄育种材料筛选方法

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Publication number: CN115707376A
Application number: CN202110949195.4A
Authority: CN
Inventors: 赵丽萍; 赵统敏; 王银磊; 宋刘霞; 余文贵
Original assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2021-08-18
Filing date: 2021-08-18
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2041-08-18
Also published as: CN115707376B

Abstract

本发明公开了一种基于樱桃番茄超级群体的聚合多个优良性状材料的筛选方法。以4个樱桃番茄杂交种为基础材料，共进行两轮杂交形成1复合四交种，自交，随机选择至少10000粒种子，种植，获得樱桃番茄超级群体。根据樱桃番茄常见病害选择连锁标记，对超级群体的单株进行标记鉴定，筛选具有目标性状聚合度和纯合度均较高的植株，同时结合田间性状调查，筛选出了符合要求的入选株系，并将筛选到的株系与樱桃番茄高代自交系进行聚类分析，划分类群，筛选到位于不同类群的株系，可作为骨干亲本与不同类群的优良自交系进行优良新品种的配制。本发明可以更快速的获得具有丰富遗传背景且聚合多个优良性状的育种材料及提高品种选育效率。

Description

一种聚合多个优良性状的樱桃番茄育种材料筛选方法

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及植物育种材料筛选方法，具体涉及一种聚合多个优良性状的樱桃番茄育种材料筛选方法。

背景技术

番茄(Solanum lycopersicum)是世界上重要的蔬菜作物，在促进农业经济发展、农民增收方面发挥着巨大的作用。设施番茄种植过程中病害多且为害重，同时对番茄尤其是樱桃番茄的品质要求越来越高，选育多抗高品质的品种十分重要。

当前番茄普遍采用的品种选育方法是分子标记与传统育种技术相结合的方式。即利用某单个性状连锁的分子标记对成熟品种的F₂分离群体单株进行基因型检测，再结合表型性状进行选择。这能够对某个单一性状基因型进行快速筛选，但因群体遗传基础狭窄、遗传背景不明、重组发生有限，而无法获得综合不同性状的遗传基础广阔的重组种质材料。同时组合配制时盲目选择性状优良的材料作为父母本，而不明确材料间的遗传差异性，导致可能因材料遗传差异太小而所配组合表现不良。本发明利用性状优势互补、遗传差异大的4个杂交种构建樱桃番茄超级群体，可以更快速的获得具有丰富遗传背景且聚合多个优良性状的育种材料，并对获得的材料与已有材料进行聚类分析，对组合配制提供指导。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种以4个杂交种为基础材料构建超级群体，应用多个抗性连锁标记及性状调查快速获得聚合多个优良性状的樱桃番茄材料的筛选方法，进而通过聚类分析对组合配制提供指导的方法。

本发明的第一个目的是提供一种聚合多个优良性状的樱桃番茄育种材料筛选方法，所述方法包括以下步骤：

(1)选择樱桃番茄品种‘阳光’、‘泰粉88’、‘圣桃T6’、‘浙樱粉1号’作为育种基础材料；

(2)第一轮杂交：将母本‘浙樱粉1号与父本‘’圣桃T6杂交，得到F1(浙樱粉1号×圣桃T6)；将母本‘泰粉88‘’与父本阳光’杂交，得到F1(泰粉88×阳光)；

(3)第二轮杂交：以步骤(2)得到的F1(浙樱粉1号×圣桃T6)为父本，F1(泰粉88×阳光)为母本，杂交得到F1【(泰粉88×阳光)×(浙樱粉1号×圣桃T6)】，再自交得到F2【(泰粉88×阳光)×(浙樱粉1号×圣桃T6)】；

(4)根据樱桃番茄的病害选择连锁标记，对步骤(3)得到的F2【(泰粉88×阳光)×(浙樱粉1号×圣桃T6)】进行病害的抗性基因分子标记鉴定和目标性状筛选，筛选得到抗性基因纯合或杂合且具有目标性状聚合的单株，进而进行多代筛选，每代筛选出抗性基因纯合或杂合且具有目标性状聚合的单株，自交单株留种，筛选代数不少于2代，即筛选到聚合多个优良性状的樱桃番茄材料。

进一步的，步骤(1)所述的基础材料为对14个市场认可度高的杂交种进行Indel标记遗传差异分析、抗性基因位点检测及田间性状调查后筛选所确定的‘阳光’、‘泰粉88’、‘圣桃T6’、‘浙樱粉1号’4个杂交种作为育种基础材料。

进一步的，步骤(4)所述病害包括根结线虫、黄萎病、枯萎病、斑萎病、番茄花叶病毒病、番茄黄化曲叶病、青枯病、根腐病、叶霉病、细菌性斑点病、疮痂病和灰叶斑病中的一种或多种。

进一步的，步骤(4)所述抗性基因为Ty-2、Sw5-2、Tm-2a、Mi1-2、Bw1-2、C2-25、SCAR-Frl、Cf-9、Cf-5、I-2、Ve-1、Ve-2、Pto、Rx-4、Sm中的一种或多种。

进一步的，步骤(4)所述目标性状为生长势旺盛、单花序花数15朵以上、果面光滑无棱沟或棱沟轻、果实光泽度用色差仪CM700D测定的G值大于33、硬度(N值)大于32，可溶性固形物含量达8.5％，抗6种以上病害。

进一步的，步骤(4)所述进行标记鉴定的F2【(泰粉88×阳光)×(浙樱粉1号×圣桃T6)】数量不少于10000株。

在某个特定的实施例中，步骤(4)还包括对F2【(泰粉88×阳光)×(浙樱粉1号×圣桃T6)】筛选到的目标樱桃番茄优良株系进行单株留种，进行两代筛选，每代筛选出抗性基因纯合或杂合且具有目标性状聚合的单株，自交单株留种，两代后，最终筛选出稳定保持聚合多个优良性状的樱桃番茄优良株系。

进一步的，步骤(4)还包括将筛选到的目标樱桃番茄优良株系与自有的樱桃番茄高代自交系进行遗传多样性分析和聚类分析，根据遗传距离分为不同类群，后期杂交育种中，采用与目标樱桃番茄优良株系不同类群的材料进行杂交，提高配组合表现，为本发明筛选到的目标樱桃番茄优良株系的杂交组合配制提供指导。

优选的，所述遗传多样性分析为提取筛选到的目标樱桃番茄优良株系与自有的樱桃番茄高代自交系的叶片DNA，采用SEQ ID NO,1～168所示的Indel标记进行扩增。

本发明的第二个目的是提供前述方法在聚合多个优良性状的樱桃番茄筛选和/或育种中的应用，所述聚合多个优良性状的樱桃番茄生长势旺盛、单花序花数15朵以上、果面光滑无棱沟或棱沟轻、果实光泽度G值大于33、硬度(N值)大于32，可溶性固形物含量不低于8.5％，抗6种以上病害。

进一步的，所述樱桃番茄为无限生长类型，生长势强，叶深绿色，花序多为双歧花序，单花序花数16朵以上，幼果无绿果肩，成熟果粉红色，果面光滑无棱沟，果色亮丽，G值不低于39.8，硬度大于41.66，耐裂，萼片长厚，可溶性固形物含量不低于9.7％，果形高圆形，平均果形指数1.12，平均单果重22g，含有抗性基因Ty-2、Mi1-2、Bw-12、SCAR-Frl、Cf-9、Cf-5、I-2、Ve-1、Ve-2、Rx-4和Sm，能够抗番茄黄化曲叶病、根结线虫、根腐病、叶霉病、枯萎病、疮痂病、灰叶斑病。

进一步的，所述樱桃番茄为无限生长类型，生长势强，叶深绿色，叶稍下垂，花序多为双歧花序，单花序花数15朵以上，坐果能力强，幼果无绿果肩，成熟果粉红色，果面光滑无棱沟，果色亮丽，G值不低于37.4，硬度大于40.72，耐裂，萼片长厚，可溶性固形物含量不低于9.3％，果形圆形，平均果形指数0.95，平均单果重20g，含有抗性基因Ty-2、Mi1-2、SCA R-Frl、Cf-9、Cf-5、I-2、Rx-4和Sm，能够抗番茄黄化曲叶病、根结线虫、青枯病、根腐病、叶霉病、枯萎病、黄萎病、疮痂病、灰叶斑病。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)本发明构建超级群体前采用Indel标记进行遗传背景差异分析，抗性基因检测及田间性状调查，确定的基础材料‘阳光’、‘泰粉88’、‘圣桃T6’、‘浙樱粉1号’遗传背景差异较大、抗性基因涵盖广、农艺性状优良且市场认可度高，更有利于筛选出优异的育种材料。

(2)本发明利用樱桃番茄生产中常见病害的连锁标记进行辅助选择，快速、重复性好，短时间内获得聚合多个抗性基因纯合/杂合的单株，进而选择出多抗、优质、高产的育种材料，且获得的聚合多个优良性状的樱桃番茄植株能够稳定保持聚合的多个优良性状。

(3)本发明的筛选到的株系28181和36592，含有6-8个病害的抗性基因，以此为育种材料选育的新品种可有效地降低生产过程中化学农药的施用，减轻病害的传播流行，节约生产成本，保障番茄生产的顺利开展，提高番茄产业的经济效益。

(4)本发明对筛选到的株系与自有的152份樱桃番茄高代自交系进行聚类分析，为后期筛选到的材料进行组合配制提供指导。避免了在不明确材料间的遗传差异性的情况下选择亲本，导致可能因材料遗传差异太小而所配组合表现不良。

附图说明

图1 28181株系果穗图片

图2 36592株系果穗图片

图3 58个株系与152份樱桃番茄高代自交系聚类图；其中1-152为自有高代自交系，153-210为58个株系编号。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

(1)杂交种的选择

选择市场认可度高、性状突出的的14个商业化樱桃番茄杂交种作为构建超级群体的候选基础材料(表1)。

表1 14个杂交种特性及来源

(2)基础材料的确定

利用56对多态性高的Indel引物(番茄In Del分子标记的开发与果实心室数量主效QTL lcn2.2的精细定位，Tong Van Giang，2016)对14个杂交种进行遗传背景差异分析、12种病害(番茄黄化曲叶病、根结线虫、黄萎病、枯萎病、斑萎病、白粉病、番茄花叶病毒病、青枯病、叶霉病、根腐病、细菌性斑点病、疮痂病)的18个抗性基因连锁标记检测及田间农艺性状调查(如萼片长度、果实色泽、可溶性固形物含量、产量等)，最终确定遗传背景差异较大、抗性基因涵盖广、性状优良的阳光、泰粉88、圣桃T6、浙樱粉1号4个樱桃番茄杂交种为构建超级群体的基础材料，4个杂交种抗性基因检测情况见表2。

表2基础材料抗性基因检测情况

(2)群体的构建

第一轮杂交两两配组形成2个双交种，母本‘浙樱粉1号’与父本‘圣桃T6’杂交，得到F1(浙樱粉1号×圣桃T6)；将母本‘泰粉88’与父本‘阳光’杂交，得到F1(泰粉88×阳光)；

第二轮杂交配制形成1复合四交种，父本为F1(浙樱粉1号×圣桃T6)，100株混粉，母本为F1(泰粉88×阳光)，100株，每个母本单株采收，杂交得到F1【(泰粉88×阳光)×(浙樱粉1号×圣桃T6)】，每株采收5个果，每个母本选择1粒种子种植并自交形成F2【(泰粉88×阳光)×(浙樱粉1号×圣桃T6)】，随机选择至少10000粒种子，单株种植，使后续进行标记鉴定的F2【(泰粉88×阳光)×(浙樱粉1号×圣桃T6)】数量不少于10000株，该群体即为所构建的樱桃番茄超级群体。

(3)聚合多个优良性状的材料筛选

依据樱桃番茄生产中常见的12个病害番茄黄化曲叶病、根结线虫、黄萎病、枯萎病、斑萎病、番茄花叶病毒病、青枯病、叶霉病、根腐病、灰叶斑病、细菌性斑点病、疮痂病，对(2)得到的F2【(泰粉88×阳光)×(浙樱粉1号×圣桃T6)】的10115个单株进行15个抗性基因Ty-2、Sw5-2、Tm-2a、Mi1-2、Bw1-2、C2-25、SCAR-Frl、Cf-9、Cf-5、I-2、Ve-1、Ve-2、Pto、Rx-4、Sm进行分子标记检测(委托北京通州国际种业科技有限公司检测)。

筛选上述15个抗性基因纯合或杂合且具有目标性状聚合(目标性状包括：生长势旺盛、单花序花数15朵以上、果面光滑无棱沟或棱沟轻、果实光泽度用色差仪CM700D测定的G值大于33、硬度(N值)大于32，可溶性固形物含量不低于8.5％，抗6种以上病害)的单株，从10115个单株中筛选出62个聚合多个优良性状的樱桃番茄植株。

进一步对F2【(泰粉88×阳光)×(浙樱粉1号×圣桃T6)】筛选到的62个聚合多个优良性状的樱桃番茄植株进行两代筛选，即对筛选出的62个F2代植株自交单株留种，种植100株，进一步通过上述15个抗性基因连锁标记筛选及性状选择(生长势旺盛、单花序花数15朵以上、果面光滑无棱沟或棱沟轻、果实光泽度用色差仪CM700D测定的G值大于33、硬度(N值)大于32，可溶性固形物含量不低于8.5％，抗6种以上病害)，筛选出F3代聚合多个优良性状的樱桃番茄植株，自交单株留种，种植100株，进一步通过上述15个抗性基因连锁标记筛选及性状选择(生长势旺盛、单花序花数15朵以上、果面光滑无棱沟或棱沟轻、果实光泽度用色差仪CM700D测定的G值大于33、硬度(N值)大于32，可溶性固形物含量不低于8.5％，抗6种以上病害)，经两代后，最终筛选出F4代58个仍稳定保持上述性状优良株系(见表3和表4)。

表3 58个目标聚合多个优良性状的樱桃番茄株系信息

表4 58个目标聚合多个优良性状的樱桃番茄株系抗性信息

株系28181：无限生长类型，生长势强，叶深绿色，叶稍下垂，花序多为双歧花序，单花序花数15朵以上，坐果能力强，幼果无绿果肩，成熟果粉红色，果面光滑，果色亮丽，G值为39.8，硬度为41.66，耐裂，萼片长厚，可溶性固形物含量为9.7％，果形圆形，平均果形指数0.95，平均单果重20g，含有抗性基因Ty-2、Mi1-2、SCAR-Frl、Cf-9、Cf-5、I-2、Rx-4和Sm，抗番茄黄化曲叶病、根结线虫、根腐病、叶霉病、枯萎病、疮痂病、灰叶斑病。

株系36592：无限生长类型，生长势强，叶深绿色，花序多为双歧花序，单花序花数16朵以上，坐果能力强，果实间距较大，幼果无绿果肩，成熟果粉红色，果面光滑，果色亮丽，G值为37.4，硬度为40.7，耐裂，萼片长厚，可溶性固形物含量为9.3％果形高圆形，平均果形指数1.12，平均单果重22g，含有抗性基因Ty-2、Mi1-2、Bw-12、SCAR-Frl、Cf-9、Cf-5、I-2、Ve-1、Ve-2、Rx-4和Sm，抗番茄黄化曲叶病、根结线虫、青枯病、根腐病、叶霉病、枯萎病、黄萎病、疮痂病、灰叶斑病。

(4)聚类分析指导组合配制

对(3)中筛选到的58个聚合多个优良性状的樱桃番茄株系与自有的152份樱桃番茄高代自交系(表5)，提取叶片DNA，采用84对多态性高的Indel引物(表6，(番茄In Del分子标记的开发与果实心室数量主效QTL lcn2.2的精细定位，Tong Van Giang，2016))进行扩增，采用Powermarker3.25软件，对筛选到的58株目标聚合多个优良性状的樱桃番茄株系与自有的152份樱桃番茄高代自交系进行Nei’s(1973)遗传距离法聚类分析，按遗传距离划分为6个类群(图3)。

表5 152份樱桃番茄高代自交系

152份樱桃番茄高代自交系均来源于江苏省农业科学院，如有需要可向申请人索取。

表6多态性高的Indel引物

扩增程序为：95°5min，95°30s、58°30s、72°30s、72°5min，35个循环。

结果显示，28181和36592株系位于不同类群，可作为骨干亲本与不同类群的优良自交系进行优良新品种的配制。为后期筛选到的材料进行组合配制提供指导。避免了在不明确材料间的遗传差异性的情况下选择亲本，导致可能因材料遗传差异太小而所配组合表现不良，减少组合配制25％以上，有效提高选育效率。

Claims

1.一种聚合多个优良性状的樱桃番茄育种材料筛选方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(2)第一轮杂交：母本‘浙樱粉1号’与父本‘圣桃T6’杂交，得到F1(浙樱粉1号×圣桃T6)；将母本‘泰粉88’与父本‘阳光’杂交，得到F1(泰粉88×阳光)；

2.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，步骤(1)所述的基础材料为对14个市场认可度高的杂交种进行Indel标记遗传差异分析、抗性基因位点检测及田间性状调查后筛选所确定的‘阳光’、‘泰粉88’、‘圣桃T6’、‘浙樱粉1号’作为育种基础材料4个杂交种。

3.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，步骤(4)所述病害包括根结线虫、黄萎病、枯萎病、斑萎病、番茄花叶病毒病、番茄黄化曲叶病、青枯病、根腐病、叶霉病、细菌性斑点病、疮痂病和灰叶斑病中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，步骤(4)所述抗性基因为Ty-2、Sw5-2、Tm-2a、Mi1-2、Bw1-2、C2-25、SCAR-Frl、Cf-9、Cf-5、I-2、Ve-1、Ve-2、Pto、Rx-4、Sm中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，步骤(4)所述目标性状为生长势旺盛、单花序花数15朵以上、果面光滑无棱沟或棱沟轻、果实光泽度G值大于33、硬度(N值)大于32，可溶性固形物含量不低于8.5％，抗6种以上病害。

6.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，步骤(4)所述进行标记鉴定的F2【(泰粉88×阳光)×(浙樱粉1号×圣桃T6)】数量不少于10000株。

7.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，步骤(4)还包括将筛选到的目标樱桃番茄优良株系与自有的樱桃番茄高代自交系进行遗传多样性分析和聚类分析，根据遗传距离分为不同类群，后期杂交育种中，采用与目标樱桃番茄优良株系不同类群的材料进行杂交；优选的，所述遗传多样性分析为提取筛选到的目标樱桃番茄优良株系与自有的樱桃番茄高代自交系的叶片DNA，采用SEQ ID NO,1～168所示的Indel标记进行扩增。

8.权利要求1～7所述方法在聚合多个优良性状的樱桃番茄筛选和/或育种中的应用，其特征在于，所述聚合多个优良性状的樱桃番茄生长势旺盛、单花序花数15朵以上、果面光滑无棱沟或棱沟轻、果实光泽度G值大于33、硬度(N值)大于32、可溶性固形物含量不低于8.5％、抗6种以上病害。

9.根据权利要求8所述应用，其特征在于，所述樱桃番茄为无限生长类型，生长势强，叶深绿色，花序多为双歧花序，单花序花数16朵以上，幼果无绿果肩，成熟果粉红色，果面光滑无棱沟，果色亮丽，G值不低于39.8，硬度大于41.66，耐裂，萼片长厚，可溶性固形物含量不低于9.7％，果形高圆形，平均果形指数1.12，平均单果重22g，含有抗性基因Ty-2、Mi1-2、Bw-12、SCAR-Frl、Cf-9、Cf-5、I-2、Ve-1、Ve-2、Rx-4和Sm，能够抗番茄黄化曲叶病、根结线虫、根腐病、叶霉病、枯萎病、疮痂病、灰叶斑病。

10.根据权利要求8所述应用，其特征在于，所述樱桃番茄所述樱桃番茄为无限生长类型，生长势强，叶深绿色，叶稍下垂，花序多为双歧花序，单花序花数15朵以上，坐果能力强，幼果无绿果肩，成熟果粉红色，果面光滑无棱沟，果色亮丽，G值不低于37.4，硬度大于40.72，耐裂，萼片长厚，可溶性固形物含量不低于9.3％，果形圆形，平均果形指数0.95，平均单果重20g，含有抗性基因Ty-2、Mi1-2、SCAR-Frl、Cf-9、Cf-5、I-2、Rx-4和Sm，能够抗番茄黄化曲叶病、根结线虫、青枯病、根腐病、叶霉病、枯萎病、黄萎病、疮痂病、灰叶斑病。