来自海岛棉海1与纤维长度有关的分子标记及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及棉花分子育种技术领域，具体设及到来自海岛棉海1与纤维长度有关 的分子标记及其应用。
【背景技术】
[0002] 棉花是世界上重要的经济作物，棉纤维是重要的纺织工业原料，棉花在我国国民 经济中占具重要地位。随着纺织工业的快速发展和人民生活水平的不断提高，对棉花纤维 品质的要求也越来越高。我国的棉花育种工作者在上世纪80年代前主要集中在产量的提 高上，纤维品质的提高没有得到足够的重视，使得我国的棉花品种大多表现为产量高，品质 差。进入90年代中后期，纤维品质的育种已成为棉花分子育种的一个重要目标。纤维长度 是纤维品质性状的一项重要指标。培育纤维较长的品种是纺高档纱和出高档棉织品的要求 之一，也是实现棉花机械化采收的一个重要要求。
[0003] 陆地棉因产量高，适应性广，被大面积种植，其产量占世界棉花产量的95%W上， 但纤维品质一般，而海岛棉因产量低、适应范围小而不被广泛种植，但海岛棉具有纤维长、 强、细等优异的纤维品质因此挖掘海岛棉的优异纤维品质基因，把海岛棉优异纤维品质基 因转移到陆地棉背景中，对我国陆地棉纤维品质的提高有着重要的意义。
[0004] 棉花的纤维品质性状属于多基因控制的数量性状。品质性状之间存在复杂的相 关关系，尤其是主要纤维品质性状与产量性状之间存在显著或不显著负相关，给棉花纤维 品质与产量的同步改良带来了难度。采用传统的育种方法，每一世代的品质选择都需等到 棉花吐絮后收取棉花进行纤维品质检测后才能决定，而且纤维品质性状受环境影响较大， 使得表型选择准确性差、周期长、效率低，育种进展缓慢。分子生物学W及数量性状基因位 点作图方法的发展为棉纤维品质改良提供了有效手段。利用与目标QTL紧密连锁的分子标 记，对目标性状跟踪选择，可W减少育种过程中选择的盲目性，有利于打破连锁累寶。
[0005] 分子标记辅助选择是借助分子标记对目标性状的基因型直接进行选择，而不必考 虑作物生长时期和发育条件，可在早期进行选择，又能减少来自同一位点不同等位基因或 不同位点的非等位基因间的相互干扰，有利于快速垒集目标基因，加速回交育种进程，克服 不利性状连锁，极大地缩短了育种时间，减少了群体种植规模。分子标记辅助选择对同步改 良纤维品质和产量、多性状基因聚合、快速培育棉花新品种等具有无比优越性。利用不同的 陆海杂种群体进行连锁图谱的构建和重要纤维品质性状的的'L筛选，取得了很大研究进展 为纤维品质性状的分子标记辅助选择打下了良好的基础，有少量QTLs或与之连锁的分子 标记已应用于分子标记辅助选择育种中。
[0006] 但是，现有研究中多数是利用分离群体，或只在单个环境下检测得到的结果，因此 缺乏稳定性和可靠性，且有些研究最初的目的只是为了进行目标基因的定位，在实验材料 的选择上没有考虑和育种材料相结合，还很难应用到育种中。渐渗系（或导入系，又叫染 色体片段代换系CSSLs)，基因组中只含有少数供体亲本的染色体片段，大部分遗传背景与 受体亲本一致，减少了遗传背景的干扰，提高了giL检测的准确性。
[0007] 本发明利用陆地棉早熟背景的陆海渐渗系通过多环境giL筛选鉴定，筛选出稳定 的纤维长度QTLs及其紧密连锁的分子标记，并利用与运些giL紧密连锁的分子标记筛选出 纤维较长的株系。
【发明内容】
[0008] 为了克服传统育种中表型选择准确性差、周期长、效率低、等许多缺点，解决纤维 品质育种进展缓慢的问题。本发明W生产上大面积种植的陆地棉品种中棉所36为轮回亲 本，海岛棉品系海1为供体亲本，构建了陆海渐渗系群体，并进行了多环境产量和品质性状 的评价，为挖掘海岛棉纤维品质性状的Q化、直接培育用于育种的新品系奠定了基础。
[0009] 本发明的目的是提供来自海岛棉海1与纤维长度有关的分子标记。
[0010] 本发明的再一目的是提供一种陆地棉纤维长度辅助育种方法。
[0011] 本发明的再一目的是提供上述来自海岛棉海1与纤维长度有关的分子标记的应 用。
[0012] 根据本发明的来自海岛棉海1与纤维长度有关的分子标记，所述分子标记为 PGMLOI86I33。、D化02092。。和CGR5565 巧〇，
[0013] 其中，各分子标记的特异性引物序列和扩增的目的片段长度如下：
[0014]①PGMLOI86I33。正向引物序列为GGAACCGCAATACCACAACT，
[0015] 反向引物序列为CAACCAGTTTATGTGACGGG，扩增长度为330bp的海1的DNA片段； [001引 ②DPL0209200
[0017] 正向引物序列为GAAGGAACCTCGTGATTATTTGAG，
[0018] 反向引物序列为GACCGGTAGACAGAGATGAGAAAT，扩增长度为200bp的海1的DNA片 段；
[001 引 ③CGR5565i加
[0020] 正向引物序列为GCCATTAACCCATTAGGCAA，
[0021] 反向引物序列为GCCATTGGAGCTTATAAGGATG，扩增长度为150bp的海1的DNA片段。
[0022] 根据本发明的与陆地棉纤维长度辅助育种方法，使用SSR标记PGML0186133。、 0化02092。。和CGR5565U。在与海岛棉海1等有关的育种群体中对纤维长度性状进行分子 标记选择，可提高陆地棉的纤维长度。该方法所用的分子标记PGMLOI86I33。、D化02092。。 和CGR5565is。分别与棉花纤维长度性状的3个QTLs:qFk6-l、qFkll-l和qFk20-l(FL 是纤维长度的英文单词fiberlength的缩写。的'L的命名：q+性状名称英文缩写+染 色体序号+同一染色体上控制该性状QTL的顺序编号。如：qFk6-l表示在第6条染色 体上控制纤维长度的第1个QTL。）紧密连锁。运3个纤维长度性状的QTLs:qFk6-l、 qFkll-l和qFk20-l，分别位于染色体化r6、化rll和化r20上，都来源于海岛棉海1，对 棉花纤维长度的贡献率分别为3. 69-8. 80 %、3. 50-6. 71 %和3.66-8. 46%，加性效应分别 为 0. 27-0. 43cm、0. 26-0. 36cm和 0. 30-0.45畑1。
[0023] 本发明不仅有助于筛选超长纤维材料，为今后海岛棉海1杂交、回交后代及其衍 生品系的纤维长度性状育种利用提供了极大的便利，同时也为QTL的精细定位及基因克隆 奠定基础。
[0024] 使用本发明可W在苗期预测纤维长度的高低并进行淘汰，进而可W快速筛选长纤 维的株系用于棉花纤维品质育种，辅助育种选择目标明确，节约成本。通过与长纤维性状的QTLs紧密连锁的分子标记在与海岛棉海1等有关的育种群体中的分子标记选择，快速地提 高现有陆地棉品种的纤维品质，W克服现有技术存在的上述不足。
[0025] 为了实现上述目的，本发明通过W下技术方案实现：
[0026] 根据本发明的与海岛棉海1相关的陆地棉纤维长度性状提高的分子标记选择 方法，使用与海岛棉海1纤维长度性状紧密连锁的SSR标记PGMLOI86I33。、D化02092。。和 CGR5565is。在与海岛棉海1有关的育种群体中进行分子标记选择，可提高陆地棉棉纤维长 度0. 27-0. 43cm、0. 26-0. 36cm和0. 30-0.45畑1。该方法包括W下步骤：苗期单株提取DNA; 使用分子标记PGMLOI86I33。、D化02092。。和CGR556515。对群体单株的基因型进行分子检测； 对检测结果进行分析；选择带有海岛棉海1特征条带的植株，运些中选单株的纤维长度得 到不同程度的提高。
[0027] 通过运些分子标记选择可获得纤维长度得到提高的陆地棉品种，加速棉花纤维品 质的育种进程。
[0028] 上述一种提高陆地棉纤维长度性状的分子标记选择方法，所设及的分子标记是通 过W下方法按照下列步骤获得的：
[0029] (1)采用早熟陆地棉中棉所36为受体亲本，海岛棉海1为供体亲本，组配陆海杂 交组合，利用中棉所36为轮回亲本进行回交，连续自交，构建了陆海渐渗系材料；
[0030] (2)对408个渐渗系设置S年五个环境（2010安阳，2011年安阳、新疆和迂宁， 2014年新疆）的试验，进行田间农艺性状的调查和纤维品质测定，并提取每个代换系DNA， DNA按照化tersonetal. (1993)的方法提取。
[00引]做从W中棉所36X海1BCA群体构建的高密度分子遗传连锁图谱（ShiYZ，et al.JournalofIntegrativePlantBiology, 2015, 57 巧）：450-467)上，每隔大约 5-lOcM 选择一个SSR标记，最终挑选出能够覆盖棉花全部26条染色体的530个标记位点，并用其 对上述（2) 408个渐渗系材料DNA进行基因型检测。
[0032] (4)利用S年五个环境（2010安阳，2011年安阳、新疆和迂宁，2014年新疆）的纤 维长度性状的表型数据和基因型数据，进行纤维长度性状的多环境的'L定位分析，获得四 个环境稳定的纤维长度性状的QTLs,其中有3个giL是新发现的，运3个giL为qFk6-l、 qFkll-l和qFk20-l(表3)，分别位于染色体化r6X虹11和化r20上，增效基因都来源于 海岛棉海1，对棉花纤维长度的贡献率分别为3. 69-8. 80%、3. 50-6. 71%和3.66-8. 46%， 加性效应分别为0. 27-0. 43cm、0. 26-0. 36cm和0. 30-0. 45cm;与运3个纤维长度性状的 QTLs紧密连锁的SSR分子标记分别为PGMLOI86I33。、D化02092。。和CGR5565 150。
[0033] 各分子标记的引物序列和扩增的目的片段长度如下：
[0034]①PGMLOI86I33。正向引物序列为GGAACCGCAATACCACAACT，
[0035] 反向引物序列为CAACCAGTTTATGTGACGGG，扩增长度为330bp的海1的DNA片段；
[0036]②DPL0209200
[0037]正向引物序列为GAAGGAACCTCGTGATTATTTGAG，
[0038] 反向引物序列为GACCGGTAGACAGAGATGAGAAAT，扩增长度为200bp的海1的DNA片 段；
[0039]③CGR5565is〇
[0040] 正向引物序列为GCCATTAACCCATTAGGCAA，
[0041] 反向引物序列为GCCATTGGAGCTTATAAGGATG，扩增长度为150bp的海1的DM片段。
[0042] 本发明的有益效果如下：
[0043] 本发明提供了一种提高陆地棉纤维长度性状的分子标记选择方法，使用分子标记 PGMLOI86I33。、D化02092。。和CGR556515。在与海岛棉海1有关的育种群体中进行分子标记选 择，可提高纤维长度 0. 27-0. 43cm、0. 26-0. 36cm和 0. 30-0.45畑1。
[0044] 使用运些分子标记可W在棉花苗期进行选择，提高纤维长度性状的选择效率。本 发明不但有助于解决我国棉花纤维长度育种进展缓慢的问题，而且有助于克服传统育种技 术对纤维品质鉴定存在的成本高、时间长、稳定性低、准确性差、效率低等不足，快速地提高 现有陆地棉品种的纤维长度，大大加快我国高优质纤维新品种的培育与种子产业化进程。
【具体实施方式】
[0045] 下面通过具体实施例方式的详细描述来进一步阐明本发明，但并不是对本发明的 限制，仅仅作示例说明。
[0046] 实施例1筛选分子标记
[004