专利名称：一种改良棉花纤维长度、纤维强度和马克隆值的分子育种方法
技术领域：
本发明一种利用海岛棉染色体片段导入系改良棉花纤维长度、纤维强度和马克隆值的分子育种方法，专用于快速、有效地选育与生产纤维长度、纤维强度和马克隆值都优良的棉花新品系(新品种)。
背景技术：
棉花是世界性的重要经济作物。中国是棉花的生产大国，消费大国和纺织大国。作为棉花生产大国，我国主产棉区覆盖16个省、市(自治区)，常年植棉面积7000—8000万亩， 总产约600万吨，占世界总产的四分之一。随着纺织技术的进步，纺织产品也从粗支纱发展到高支纱甚至达到100支的细纱，加工对象也由一般中绒棉发展到中长绒棉、长绒棉和超长绒棉。王延琴等(王延琴，杨伟华，许红霞，周大云，冯新爱，匡猛.中国棉花生产中存在的主要问题及建议.中国农学通报，2009，25(14) 86-90)2003— 2007年连续5 年在三大主产棉区选取546个基点，2201份棉花样品进行纤维质量检测发现我国陆地棉样品的纤维长度平均观.8 mm，变幅M.(T34. 7 mm，主要处于细绒棉的中绒(28. (Γ31. 0 mm) 范围，即中与长的范围；断裂比强度平均观.3 (^八以，变幅19.7-38.3 cN/tex，多数处于中等( . (Γ29. OcN/tex)范围，即中到强的范围；马克隆值平均4. 2，变幅2. (Γ5. 2，多数在 (3. 7、. 9)范围。中国棉花基本能满足纺织工业的需要，但缺乏长度在31 mm以上，断裂比强度在34 cN/tex以上，马克隆值在3. 7^4. 2之间的特优质品种，来满足纺60支以上高支纱的需要。一般棉花品种纤维品质性状的遗传分析均表现出典型数量性状遗传方式，易受环境条件影响。在不同分离群体中，加性、显性或上位性效应均可能占主导地位。利用野生种的高强力性状和海岛棉的优良品质基因杂交渐渗和转育，是当代育种家获取高强力纤维的主要途径。海岛棉生育期长，成熟晚，铃小，产量低于陆地棉，但纤维细强，是纺高支纱原料； 而陆地棉的产量高，适应性广，纤维品质中等，但显著优于亚洲棉和草棉。陆地棉、海岛棉两者杂交WF1可育，表型正常，且有明显的产量、品质的杂种优势，印度、以色列、中国已成功培育出海、陆杂交种在生产上大面积推广利用。但是，两者杂交的后代表现典型的种间杂交的疯狂分离，棉花育种家一直努力想培育出既具陆地棉的高产，又有海岛棉优质的新品种， 一直没有成功。分子标记技术在纤维品质改良育种中的应用大大减少了育种过程中选择的盲目性，快速实现外源优良种质向栽培品种渗透，拓宽了品种的遗传基础。国内外研究人员对纤维品质进行了大量的QTL定位研究，有的已经用于标记辅助选择育种实践。染色体片段导入系(Chromosome segment introgression lines，CSIL)是利用杂交，回交和分子标记辅助选择(marker-assisted selection, MAS)构建的覆盖作物整个基因组的一系列近等基因系。它的基因组内只有来自供体亲本的一个纯合的染色体片段，而基因组的其余部分与轮回亲本相同。它是进行基因组研究，特别是QTL定位和分子设计育种的理想材料。万建民(万建民.作物分子设计育种.作物学报，2006，32 (3):455-462.) 已利用由粳稻Asominori (轮回亲本)和籼稻顶对(非轮回亲本)构建的染色体片段置换系进行了分子育种的实践。
发明内容
技术问题一种利用海岛棉染色体片段导入系改良棉花纤维长度、纤维强度和马克隆值的分子育种方法，克服和缓解海陆杂交存在的严重连锁累赘和杂交后代向两极疯狂分离，有利于海岛棉中纤维品质优良的基因资源导入陆地棉中。回交可以恢复轮回亲本的遗传背景，同时保存了非轮回亲本的有利性状，结合分子标记辅助选择目标性状，可以快速高效培育纤维长度、纤维强度和马克隆值都优良的棉花新品系。技术方案一种利用海岛棉染色体片段导入系改良棉花纤维长度、纤维强度和马克隆值的分子育种方法，包括
1)以新疆棉区品种新陆早38号为轮回亲本(早)，以IL080-D6-1染色体片段导入系为非轮回亲本( )，杂交1代，回交2代获得BC2F1，每代都是混收混种；
2)分子标记辅助第一次选择=BC2F1种植，应用CTAB法提取DNA，采用IL080-D6-1导入片段上的分子标记弓丨物对NAU3677、NAU2679、NAU6588、NAU1454进行PCR扩增，选择同时含有4个分子标记条带(分子量分别为ISObp ；500bp ；300bp ；300bp)的单株自交获得BC2F2，种子按单株收获；
权利要求
1. 一种利用海岛棉染色体片段导入系改良棉花纤维长度、纤维强度和马克隆值的分子育种方法，包括1)以新疆棉区品种新陆早38号为轮回亲本早，以IL080-D6-1染色体片段导入系为非轮回亲本 ，杂交1代，回交2代获得BC2F1，每代都是混收混种；2)分子标记辅助第一次选择=BC2F1种植，应用CTAB法提取DNA，采用IL080-D6-1导入片段上的分子标记引物对NAU3677、NAU2679、NAU6588、NAU1454进行PCR扩增，选择同时含有4个分子标记条带分别为ISObp ；500bp ；300bp ；300bp的单株自交获得BC2F2，种子按单株收获；
2.根据权利要求1所述的分子育种方法，其特征在于，在权利要求1所述的改良棉花纤维长度、纤维强度和马克隆值的BC2F3中选择纤维长度32. 00-33. 70mm，纤维强度 34. 4-35. 7cN/tex,马克隆值 3. 01-3. 45，单铃重 5. 55-6. 05 g,衣分 36. 8-37. 2% 的家系，即为育成品系“南农海导2号”。
全文摘要
本发明涉及一种改良棉花纤维长度、纤维强度和马克隆值的分子育种方法，专用于农作物(棉花)定向改良农艺性状和新品种的选育。通过对海岛棉染色体片段导入系进行棉纤维品质检测，筛选出纤维长度、纤维强度显著增加且马克隆值显著降低的导入系IL080-D6-1。以此导入系为非轮回亲本，新疆棉区品种新陆早38号为轮回亲本，进行杂交，回交2代且自交3代并辅以分子标记辅助选择获得纤维长度、纤维强度和马克隆值优良的棉花新品系。利用这一方法，已经培育出优质、高产的棉花新品系“南农海导2号”。
文档编号A01H1/02GK102229982SQ20111012725
公开日2011年11月2日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者张天真, 曹志斌, 王鹏, 郭旺珍 申请人:南京农业大学