以显性单基因早花材料进行烟草快速定向改良育种的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及育种技术，具体是一种以显性单基因早花材料进行烟草快速定向改良育种的方法。
【背景技术】
[0002]烟草(Nicotiana tabacum L.)属管状花目，前科一年生或有限多年生草本植物，基部稍木质化。花序顶生，圆锥状，多花;蒴果卵状或矩圆状，长约等于宿存萼。夏秋季开花结果。主要分布于南美洲、南亚、中国。
[0003]烟叶早花是指烟株比该品种在当地正常栽培条件下早现蕾开花的现象。由于早花的烟株营养生长时间短，存在着产量低等等问题，目前种植推广的烟草品种一般都不表现为早花。常爱霞等利用早花基因(FT)介导的烟草进行了快速回交改良育种，但转基因技术不仅有转入未知基因等的风险，且存在设备成本高、技术要求高导致的准入门槛高的问题，不利于在广大烟草育种者中进行推广。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有常规烟草育种过程中对早花性状利用少，转基因技术利用早花性状育种存在风险，且技术难度较高不易推广的问题，提供一种以显性单基因早花材料进行烟草快速定向改良育种的方法。
[0005]为便于理解，本发明将早花显性单基因标为A，将其等位的隐性基因标为a。本发明所涉早花基因为显性单基因，其遗传规律符合孟德尔定律，基因型AA和Aa的烟草表现型均为早花，基因型aa的烟草表现型为花期正常。
[0006]本发明的以显性单基因早花材料进行烟草快速定向改良育种的方法，包括如下步骤:
[0007]I)以显性单基因早花材料0(基因型为AA)与花期正常的核心亲本P(基因型为aa)杂交，后以核心亲本P为轮回亲本连续回交，获得遗传背景纯合的纯合早花核心亲本Q(基因型为AA);
[0008]2)以纯合早花核心亲本Q与花期正常、携带目标性状基因的亲本X(基因型为aa)杂交得到杂合早花内;杂合早花内自交性状分离；
[0009]3)性状分离后每世代选择携带目标性状基因的早花单株(基因型为AA或Aa)，以纯合早花核心亲本Q作为轮回亲本连续回交，直至获得携带目标性状基因且遗传背景纯合的早花株系Y(基因型为AA或Aa);
[0010]4)以携带目标性状基因且遗传背景纯合的早花株系Y与核心亲本P杂交，后连续自交直至获得花期正常、携带目标性状基因且遗传背景纯合的品种Z(基因型为aa)。
[0011]其中，所述显性单基因早花材料O可通过现有技术任何途径获得，优选通过非转基因途径获得。所述非转基因途径获得可选通过自然突变、诱导突变、常规育种中的任一种获得。所述显性单基因早花材料O最优选为通过诱导突变获得的烟草显性单基因早花突变体EF30或其表现型为早花的后代。
[0012]其中，所述核心亲本P、亲本X(基因型均为aa)，为根据育种目标从烟草种质中选择的不同亲本材料，其中核心亲本P为待改良的亲本，亲本X是目标性状基因的供体。所述烟草种质包括各种烟草品种、品系和单株。例如1(326、净叶黄、红花大金元、1^56 3_0、^:82、NC729、Cokerl760
[0013]所述杂交，为常规的杂交，要点有:一是依据父本和母本的生物学特性，采取栽培技术措施，使父母本在同一时间开花;二是通过人工去雄、人工授粉等外部手段将父本的花粉传到母本的柱头上进行杂交授粉，获取杂交种子。
[0014]所述杂交和回交，当一个亲本早花，另一个亲本正常花期时，正常花期亲本比早花亲本提早播种以确保父母本花期相遇。提早播种一般为提早85-95天播种。优选以早花亲本作为母本。
[0015]其中，所述连续回交可以进行常规育种，也可以结合分子标记辅助育种。
[0016]其中，步骤I)与所述连续回交的代数优选为4-6代。步骤3)所述连续回交的代数优选为4-6代。
[0017]所述遗传背景纯合是该育种材料及其后代在早花之外的其他性状表现不分离或与轮回亲本相同。
[0018]其中，步骤I)所述以显性单基因早花材料O与核心亲本P杂交，其中的显性单基因早花材料O作为母本或作为父本。
[0019]本发明还提供所述以显性单基因早花材料进行烟草快速定向改良育种的方法在烟草育种中的应用。
[0020]本发明所述以显性单基因早花材料进行烟草快速定向改良育种的方法，具有如下优点:
[0021]正常烟草育种中种植一个世代需130天以上，表现型为早花的烟草育种种植一个世代只需60-70天，节省近一半时间。本发明以显性单基因早花材料进行烟草快速定向改良育种的方法以每一代节省近一半时间的速度，快速实现了品种改良，得到以目标性状基因改良核心亲本P后获得的品种Z。
【附图说明】
[0022]图1为本发明以显性单基因早花材料进行烟草快速定向改良育种的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。
[0024]若未特别指明，实施例中所用的杂交技术为本领域技术人员所熟知的常规杂交技术。
[0025]以下实施例中所涉烟草显性单基因早花突变体EF30为以云烟85经辐射诱变育种得到的烟草显性单基因早花突变体，在贵州省烟草科学研究院种子库中有留存，公众可从该种子库购买、交换资源或者引种。
[0026]以下实施例中所涉其它品种(系)，均为公知公用的烟草品种(系)，可引自种子库或各品种的选育单位，具体如下:
[0027]贵烟2号:贵州省烟草公司黔南州烟草公司和贵州省烟草科学研究院选育，2014年通过贵州省农业评审。
[0028]—朵花:贵州的地方品种，在贵州省烟草科学研究院种子库中有留存，公众可获得。
[0029]实施例1
[0030]2011年9月利用早花突变体EF30与优异品系贵烟2号进行连续5代回交结合南繁加代(轮回亲本分批次播种或进行打顶处理I年可进行多次回交)，同时利用分子标记进行遗传背景控制，于2013年2月获得了遗传背景纯合的贵烟2号早花材料(获得的贵烟2号早花材料可作为本发明的纯合早花核心亲本Q进行重复利用，对其多个性状进行定向改良)。
[0031 ]提前90天种植抗PVY的地方资源一朵花(此材料的PVY抗性是隐性遗传需要自交一代，才能表现抗性)，2013年3月盆栽种植贵烟2号早花材料，早花材料开花后以一朵花为父本进行杂交收获?工种子，马上种植?工，自交后60-70天收获自交种，种植自交种获得?2单株材料，同时种植贵烟2号早花材料。播种后60-70天即现蕾开花，此时选取F2单株中的早花单株进行PVY接种鉴定，选取其中的抗性早花材料与贵烟2号早花材料进行杂交收获杂交种。重复以上杂交自交及鉴定过程(每代回交和自交仅需60-70天，比常规回交和自交节省近I倍时间)。2015年2月仅用2年时间已回交至第4代(正常情况下隐性性状回交改良需要至少4年)，获得了抗PVY的早花株系，马上种植获得的早花品系，2015年6月与正常生育期的贵烟2号杂交，杂交种进行南繁加代，出现生育期分离，分离群体内选取剩余期正常的材料进行抗病鉴定，获得了抗PVY的优良品系。
【主权项】
1.一种以显性单基因早花材料进行烟草快速定向改良育种的方法，包括如下步骤: 1)以显性单基因早花材料O与花期正常的核心亲本P杂交，后以核心亲本P为轮回亲本连续回交，获得遗传背景纯合的纯合早花核心亲本Q; 2)以纯合早花核心亲本Q与花期正常、携带目标性状基因的亲本X杂交得到杂合早花F1;杂合早花F1自交性状分离； 3)性状分离后每世代选择携带目标性状基因的早花单株，以纯合早花核心亲本Q作为轮回亲本连续回交，直至获得携带目标性状基因且遗传背景纯合的早花株系Y; 4)以携带目标性状基因且遗传背景纯合的早花株系Y与核心亲本P杂交，后连续自交直至获得花期正常、携带目标性状基因且遗传背景纯合的品种Z。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述显性单基因早花材料O为烟草显性单基因早花突变体或其表现型为早花的后代。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述核心亲本P、亲本X为根据育种目标从烟草种质中选择的不同亲本材料。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述杂交和回交，当一个亲本早花，另一个亲本正常花期时，正常花期亲本比早花亲本提早播种以确保父母本花期相遇。5.根据权利要求4所述的选育方法，其特征在于，所述提早播种为提早85-95天播种。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤I)所述连续回交的代数为4-6代。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)所述连续回交的代数为4-6代。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤I)所述以显性单基因早花材料O与核心亲本P杂交，其中的显性单基因早花材料O作为母本或作为父本。9.权利要求1-8任一项所述的以显性单基因早花材料进行烟草快速定向改良育种的方法在烟草育种中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种以显性单基因早花材料进行烟草快速定向改良育种的方法，包括如下步骤：1)以显性单基因早花材料O与花期正常的核心亲本P杂交，后以核心亲本P为轮回亲本连续回交，获得纯合早花核心亲本Q；2)以纯合早花核心亲本Q与花期正常、携带目标性状基因的亲本X杂交，后自交性状分离；3)性状分离后每世代选携带目标性状基因的早花单株，以纯合早花核心亲本Q作为轮回亲本连续回交至获得携带目标性状基因且遗传背景纯合的早花株系Y；4)以早花株系Y与核心亲本P杂交，后连续自交直至获得花期正常、携带目标性状基因且遗传背景纯合的品种Z。本发明的方法以每一代节省近一半时间的速度进行定向改良育种。
【IPC分类】A01H1/02
【公开号】CN105557507
【申请号】CN201610003286
【发明人】张吉顺, 任学良, 张孝廉, 王仁刚, 王轶
【申请人】贵州省烟草科学研究院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月5日