基于测序结果及田间优良表型鉴定棉花早熟性的方法

本发明涉及棉花早熟性鉴定，具体为基于测序结果及田间优良表型鉴定棉花早熟性的方法。

背景技术：

1、我国人口众多，可耕作土地面积相对较少，增加复种指数，提高土地利用率，始终是农业生产的主题之一。早熟棉是适宜缓解当前粮棉争地、植棉面积逐渐减少现状的主要手段，利用早熟棉晚春播的特性可以避免因早春干旱盐碱浓度升高对棉花出苗造成的危害。在春季气温低、秋季气温下降快、光热条件差、降水少的地区种植早熟棉还可以提高棉花的霜前花率，改善棉花品质。由于早熟棉的选育，我国植棉区域已扩展到北纬46°，海拔500m的地区。利用早熟棉可晚播的特性还可以避开因早春干旱、低温、晚霜等因素引发的苗期病虫害，在减少农药施用量的同时，还可以减少田间管理用工，达到节本省工的双功效。

2、现有的早熟棉鉴定存在以下问题：

3、由于中国地域辽阔，不同棉区生态环境相差很大，不同棉区有与之相适应的早熟棉生态类型，陆地棉是异源四倍体，其基因组结构十分复杂，同时早熟性状又同产量、纤维品质相关性状存在着复杂的相互作用，在优异种质资源缺乏的情况下，很难选挖掘并育出突破性的早熟品种。

4、所以我们提出了基于测序结果及田间优良表型鉴定棉花早熟性的方法，以便于解决上述中提出的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于测序结果及田间优良表型鉴定棉花早熟性的方法，以解决上述背景技术提出的目前由于中国地域辽阔，不同棉区生态环境相差很大，不同棉区有与之相适应的早熟棉生态类型，陆地棉是异源四倍体，其基因组结构十分复杂，同时早熟性状又同产量、纤维品质相关性状存在着复杂的相互作用，在优异种质资源缺乏的情况下，很难选挖掘并育出突破性的早熟品种的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于测序结果及田间优良表型鉴定棉花早熟性的方法，包括以下步骤：

3、步骤(1)、创制的早熟种质资源：优良的种质资源是品种选育的前提和基础，通过人工诱变、远缘杂交等方法发掘和创造有益变异，为早熟棉育种提供新的优异种质资源和基因源；

4、步骤(2)、早熟相关性状qtl定位和基因挖掘：对步骤(1)群体中多个棉花个体的表型和基因型信息进行统计分析，确定棉花的表型与棉花早熟性状相关的染色体区域，也就是早熟相关性状qtl的位置，而后通过qtl定位，可以确定早熟性状受到遗传因素的调控，在确定qtl位置的基础上，进一步对该区域进行深入研究，以确定具体调控早熟性状的基因，而后通过该区域的候选基因进行早熟性调控的验证；

5、步骤(3)、早熟棉的育种：选育生育期在100-120天的早熟棉花品种，选取早熟且具有高纤维产量和质量的亲本，进行人工授粉自交，得出优质高产的早熟棉花种质；

6、步骤(4)、早熟棉的培育：将步骤(3)中的早熟棉花种质按照一定的株距和行距播种在土地中，播种深度要适中，一般以种子埋在土里2-3厘米为宜，播种密度可以根据土地情况和品种特性来确定，并在播种前后对土地进行施肥，保证早熟棉花所生长所需要的营养元素，并进行定期灌溉除草；

7、步骤(5)、建立田间棉花表型数据体系：在步骤(4)中选取不同性状的早熟棉花品种，进行系统的观察和记录，选取霜前花、第一果枝节位较低、同一果枝相邻果节现蕾、开花、吐絮的间隔时间为横向期为5～7天且相邻果枝同一节位的现蕾、开花、吐絮间隔时间为纵向期2～4天的棉花品种；

8、步骤(6)、棉花早熟性鉴定：根据步骤(5)中选取出的具有优质表型数据的棉花品种，并利用生物信息学和分子生物技术，将步骤(5)中的优质表型数据的棉花品种dna进行检测读取，并将读取出的dna序列组装成的染色体与步骤(1)和步骤(2)中的棉花早熟种质的染色体进行比对，挖掘出具有早熟特性的棉花品种；

9、步骤(7)、早熟棉花种质储存：将步骤(6)中挖掘出的具有早熟特性的棉花品种中的棉花采摘下来，并晾晒在干燥通风的位置，以便于种子的保存，而后使用脱籽机将棉花进行脱籽，并去除杂质，筛选出未破损的种子，而后将筛选出的种子存放在干燥、避光的位置。

10、优选的，所述步骤(1)中的人工诱变即通过人工手段，如化学物质(如化学诱变剂)、辐射或基因编辑技术等，对棉花种质进行诱变，通过此类方法可以引起棉花基因组的随机突变和变异，可能导致棉花早熟性状的变化，诱变后的种质可以通过筛选和鉴定，选择具有早熟性状优势的个体或群体作为新的种质资源；而远缘杂交将不同种或亚种间的棉花进行杂交，产生杂交种，杂交种常常具有更多的基因多样性和杂种优势，有利于发现和创造新的早熟性状相关基因，通过遗传分析和选择，可以筛选出具有早熟性状优良的杂交种和后代，作为新的种质资源。

11、采用上述技术方案，通过转基因技术和其他生物技术手段，创制和培育出具有早熟性状的新材料，可以引入和创造新的种质资源和基因源，提供早熟性状优良的变异和遗传多样性，对于早熟棉育种来说，这些种质资源可以作为重要的基础材料，用于选育新的早熟棉花品种，通过结合品质和抗病虫害等其他性状的选择，可以进一步提高早熟棉花的产量、品质和适应性，推动棉花育种的进展。

12、优选的，所述步骤(2)中对棉花中早熟相关性状染色体的提取，早熟相关性状qtl定位和基因挖掘，有助于了解棉花早熟发育的遗传机制，揭示早熟性状的形成和发展过程，为棉花早熟的调控以及作物品质改良提供理论依据和应用价值。

13、采用上述技术方案，可对早熟种质棉花的染色体基因数据进行保存，便于后续可通过对棉花的测序结果与早熟棉花的基因进行比对，更加高效准确的对早熟棉花种质进行鉴定，提高早熟棉花的鉴定效率，推动早熟棉花的高质高产的种植。

14、优选的，所述步骤(3)中一般早熟的短季棉品种的生育期为110～115天，中熟品种为130～140天，生育期在120～125天的品种为中早熟品种，生育期在150天以上的为晚熟品种，生育期为140～150天的为中晚熟品种，因此生育期在100-120天的棉花品种属于早熟棉品种。

15、采用上述技术方案，选取早熟的棉花种质进行种植，生育期是衡量棉花品种早熟性的主要指标，棉花品种的生育期越短，该棉花品种越早熟，从而便于后续在早熟的棉花品种中筛选高质高产的棉花品种。

16、优选的，所述步骤(4)中在对早熟棉花进行播种的土地进行施肥时，可使用尿素或者有机肥，提高种植土地的肥沃性及早熟棉花的种植成活率。

17、采用上述技术方案，通过对早熟棉花种植的土地中使用尿素或者有机肥，使早熟棉花可正常生长，从而便于对早熟棉花的生长情况进行系统的观察和记录。

18、优选的，所述步骤(5)中观察早熟棉花的生长情况，霜前花、第一果枝节位较低、同一果枝相邻果节现蕾、开花、吐絮的间隔时间为横向期为5～7天且相邻果枝同一节位的现蕾、开花、吐絮间隔时间为纵向期2～4天为早熟棉花的表型特征。

19、采用上述技术方案，根据具有早熟指标的棉花表型数据，可将种植的棉花中的具有表型特性的棉花进行筛选出，霜前花的纤维成熟度好，强度高，强度适中，纺出的棉纱质量好，因此可筛选出高质高产的棉花种质。

20、优选的，所述步骤(6)中通过基因测序的方法，并结合棉花的表型数据，筛选出高质量具有早熟特性的棉花种质。

21、采用上述技术方案，将筛选出的田间优良表型特性的棉花的基因测序与早熟种质棉花的染色体基因数据进行比对，从而可从中筛选出具有早熟性的棉花种质，从而实现对棉花早熟性的鉴定，同时在保证棉花早熟性的同时，也保证了棉花的表型数据，有利于提高棉花的质量和产量。

22、优选的，所述步骤(7)对早熟棉花种质进行保存，相对于常规的棉花种质，从而可缩短棉花的生长期、提高棉花的产量和品质。

23、采用上述技术方案，将对棉花的早熟性鉴定后，可对筛选出的棉花种质进行保存，从而可对棉花种植领域提供优质的种质资源，促进棉花的高质高产。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于测序结果及田间优良表型鉴定棉花早熟性的方法：

25、1、陆地棉基因组测序的不断完善结合优异表型性状，可以为早熟相关基因的定位、克隆以及分子机理的研究提供丰富的基因组信息、早熟相关基因，也为早熟育种由传统育种到分子育种奠定了基础；

26、2、通过转基因技术和其他生物技术手段，创制和培育出具有早熟性状的新材料，可以引入和创造新的种质资源和基因源，提供早熟性状优良的变异和遗传多样性，对于早熟棉育种来说，这些种质资源可以作为重要的基础材料，用于选育新的早熟棉花品种，通过结合品质和抗病虫害等其他性状的选择，可以进一步提高早熟棉花的产量、品质和适应性，推动棉花育种的进展；

27、3、将筛选出的田间优良表型特性的棉花的基因测序与早熟种质棉花的染色体基因数据进行比对，从而可从中筛选出具有早熟性的棉花种质，从而实现对棉花早熟性的鉴定，同时在保证棉花早熟性的同时，也保证了棉花的表型数据，有利于提高棉花的质量和产量。