本发明涉及作物遗传育种,特别是涉及一种室内快速构建小麦染色体片段代换系群体的方法。
背景技术:
1、普通小麦是异源六倍体,其基因组数据庞大,90%以上为重复序列,因此小麦基因定位和克隆相对困难,但测序技术的进步和基因组数据的不断完善为小麦基因定位和克隆提供了有力的支撑。小麦常用的克隆方法是图位克隆,在作图群体中利用分子标记构建遗传连锁图谱,之后通过初定位、精细定位、克隆候选基因,再通过转基因验证其功能。
2、作图群体分为临时性分离群体和永久性分离群体。临时性分离群体如f2群体,回交群体等,其特点是群体构建时间短,但由于基因组交换不完全,不能连续使用,会产生较大误差;永久性分离群体如重组自交系(ril)群体、近等基因系(nil)群体、染色体片段代换系(cssl)群体等,其特点是群体构建时间长,费时费力,但是通过多年自交、回交,群体家系遗传背景大体相同,所产生的的误差较小,可永久性使用。
3、cssl群体后代自交不会发生性状分离,可稳定遗传,可进行多年、多点、多重复的试验。该群体与受体亲本内只存在少量或单一的染色体片段置换,减少了遗传背景的影响,大大提高了数量性状基因座(qtl)定位的准确性,并且可以将qtl定位到很小的片段上,提高qtl定位的精确度。所以cssl群体近年来被广泛应用于qtl的精细定位及图位克隆。
4、然而,小麦生育周期长,利用传统种植方法构建cssl群体需耗时十余年。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种室内快速构建小麦染色体片段代换系群体的方法,以解决上述现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
3、本发明提供一种室内快速构建小麦染色体片段代换系群体的方法,首先培养回交一代,然后进行高世代回交,期间进行分子标记辅助选择,之后进行多代自交,得到染色体片段代换系群体。
4、优选的是,所述培养回交一代具体为:
5、(a)播种:将优质组合杂交种子收获后单株脱粒,与轮回亲本错期播种,f1植株为母本,轮回亲本为父本;
6、(b)春化:小麦完成播种后直接在人工气候室内春化;小麦春化阶段结束后,进行常规苗期管理、分蘖期管理、拔节抽穗期管理和开花灌浆期管理;
7、(c)收获:灌浆后10-15d收获籽粒、烘干即为回交一代。
8、优选的是,所述苗期管理具体为:将温度设置为12-18℃,光照时长20h,暗期4h,光照强度15klux。
9、优选的是,所述分蘖期管理具体为:温度设置为15-20℃,光照时长20h,暗期4h,光照强度20klux;根据苗情适时浇灌全营养液。
10、优选的是,所述拔节及抽穗期管理具体为:温度设置为17-22℃,光照时长22h,暗期2h,光照强度25klux;母本抽穗后去雄,根据苗情适时浇灌全营养液。
11、优选的是,所述开花灌浆期管理具体为:小麦开花期温度设置为20-25℃,光照时长22h,暗期2h,光照强度25klux;灌浆期温度25-30℃,光周期为22h/2h,光照强度30klux;根据苗情适时浇灌全营养液;轮回亲本开花时进行授粉,完成回交。
12、优选的是,所述全营养液配方为:
13、a溶液:kno3 25.27g,ca(no3)·4h2o 52.04g溶于水定容至1l;
14、b溶液:mgso4·7h2o 24.62g,kh2po4 6.8g溶于水定容至1l;
15、c溶液:h3no3 0.55g,mncl2·4h2o 0.4g,znso4·7h2o 0.0.05g,cuso4·5h2o0.015g,na2moo4·2h2o 0.2g溶于水定容至1l;
16、铁盐溶液:feso4·7h2o 0.56g,edta-na2 0.75g加热溶于水定容至200ml;
17、取a溶液10ml、b溶液10ml、c溶液1ml、铁盐溶液1ml溶于1l水中配置成全营养液。
18、优选的是,所述春化具体为:设置3个温度梯度0-4℃、4-8℃、8-12℃,每个梯度处理时间7d;光周期为18h/6h,光照强度10klux。
19、优选的是,所述烘干为35℃烘干3d。
20、优选的是,所述高世代回交具体为:将回交一代种子与轮回亲本错期播种,按照培育回交一代的方法进行管理,待母本抽穗后去雄,轮回亲本花粉授粉,灌浆后10-15d收获回交二代种子,之后回交数代,获得高世代回交种子。
21、优选的是,所述回交数代为回交3代。
22、优选的是,所述多代自交为:将高世代回交种子单粒播种,按照培育回交一代的方法进行管理,不再进行去雄和授粉,并通过分子辅助标记选择追踪定位导入片段,直至检测到较为理想的染色体片段系,自交数代,即可获得染色体片段代换系群体。
23、优选的是,所述多代自交为进行6代自交。
24、基于上述技术方案,本发明所产生的有益效果在于:
25、1.本发明所述一种室内快速构建小麦cssl群体的方法,较常规大田种植十余年才能构成遗传变异相对丰富且稳定的群体,室内快速构建小麦cssl群体的方法90d左右即可收获一代,回交3代自交6代3年内即可完成,大大缩短了群体构成年限与成本,为小麦分子育种及优异等位基因挖掘奠定基础,并为传统育种提供优异种质资源,推进育种工作进程。
26、2.本发明所述一种室内快速构建小麦cssl群体的方法,相较于传统大田种植,采用育苗盘培育小麦,单穴播种,小麦植株根系互不影响,能保证单株收获,可有效避免株系混杂,保证构建群体的纯度。
27、3.本发明所述一种室内快速构建小麦cssl群体的方法,因全生育期均在室内完成,不受外界恶劣环境条件影响,缺苗可及时补种,最大程度上保证群体完整度,从而获得遗传变异丰富的cssl群体。
28、本发明提出一种省时省力、室内快速构建小麦cssl群体的方法,该方法的利用可有效提高小麦cssl群体的构建速度及质量,为挖掘优异等位基因、拓宽小麦遗传背景、研究小麦农艺性状等奠定基础,结合基因克隆、功能组学等方面开展相关研究,会更快捷的为小麦育种提供可利用的优质中间材料,推荐小麦育种工作进程。
1.一种室内快速构建小麦染色体片段代换系群体的方法,其特征在于,首先培养回交一代,然后进行高世代回交,期间进行分子标记辅助选择,之后进行多代自交,得到染色体片段代换系群体。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述培养回交一代具体为:
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述春化具体为:设置3个温度梯度0-4℃、4-8℃、8-12℃,每个梯度处理时间7d;光周期为18h/6h,光照强度10klux。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述烘干为35℃烘干3d。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述高世代回交具体为:将回交一代种子与轮回亲本错期播种,按照培育回交一代的方法进行管理,待母本抽穗后去雄,轮回亲本花粉授粉,灌浆后10-15d收获回交二代种子,之后回交数代,获得高世代回交种子。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述回交数代为回交3代。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多代自交为:将高世代回交种子单粒播种,按照培育回交一代的方法进行管理,不再进行去雄和授粉,并通过分子辅助标记选择追踪定位导入片段,直至检测到较为理想的染色体片段系,自交数代,即可获得染色体片段代换系群体。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述多代自交为进行6代自交。