来自海岛棉与纤维强度有关的分子标记及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及棉花分子育种技术领域，具体涉及到来自海岛棉海1与纤维强度有关 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。目前我国棉花品种存在的主要问题是纤维品质差，遗传基础狭窄。 纤维品质和产量的同步改良，是当前棉花育种的主攻目标。纤维强度是纤维品质性状的一 项重要指标。培育纤维强度高的棉花新品种是纺织工业纺高档纱和出高档棉织品的重要要 求，也是实现棉花机械化采收的重要要求之一。
[0003] 海岛棉具有纤维长、强、细等优异的纤维品质，但适应性差、产量低，而陆地棉适应 性广，产量高，但纤维品质一般，因此，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。但 实践证明，利用常规的育种手段和方法把二者的优良性状结合在一起很难(Percy et al.， 2006) 〇
[0004] 棉花的纤维品质性状和产量性状都属于多基因控制的数量性状。品质性状及产量 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。分子生物学以 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，可以减少育种过程中选择的盲目性，有利于打 破连锁累赘。
[0005] 借助分子标记对目标性状的基因型直接进行选择，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，有利于快速皇集目标基因，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。
[0006] 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QTL筛选 (例如Said et al.2015;Yu et al.2013;Lacape et al.2005,2010;He et al.2007;Lin et al.2005;Mei et al.2004;Paterson et al.2003;吴献清等，2003;Kohel et al.2001; Jiang et al. 1998;Yu et al. 1998)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，但仅有少量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。而且前人研究中多数是利用分离群体(如F^BCD，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(又叫染色 体片段代换系CSSLs，或导入系），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 QTL检测的准确性。同时，培育渐渗有 海岛棉基因的陆地棉背景的渐渗系，拓宽了陆地棉遗传基础，对培育陆地棉纤维品质的改 良具有重要意义。
[0007] 本发明利用纤维优质的陆海渐渗系(BC5F3:5)通过多环境QTL筛选鉴定，筛选出稳 定的纤维强度QTLs及其紧密连锁的分子标记，并利用与这些QTL紧密连锁的分子标记筛选 出纤维强度得到提高的株系。
【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，本发明提供一种来自纤维高优质材料海岛棉海1与棉花纤维强度 QTL/主效基因连锁的分子标记，即：通过筛选来自纤维高优质材料海岛棉海1中与纤维强度 QTL/主效基因连锁的分子标记，进行DNA水平上的早期标记辅助选择，提高育种效率。本发 明以陆地棉品种中棉所36为遗传背景的优质陆海渐渗系作为亲本，两两杂交组配?:，并对 这些渐渗系及其?:进行了多环境产量和纤维品质性状的评价和分子检测，为挖掘海岛棉纤 维品质性状的QTL、直接培育用于育种的新品系奠定了基础。
[0009] 本发明提供的技术方案是:提供来自海岛棉海1与纤维强度有关的分子标记，所述 分子标记为HAU0 8 8 3125和TMB1125220,其中，HAU0 8 8 3125与棉花纤维强度QTL位点qFS-C14-l紧 密连锁，TMB1125 22Q与棉花纤维强度QTL位点qFS-C20_l紧密连锁，qFS-C14-l位于染色体C14 上，qFS-C20-l位于染色体C20上，其中，分子标记HAU08 8 3125的特异性引物HAU0883其正向序 列如SEQ ID NO. 1所示，反向序列如SEQ ID N0.2所示，用该引物扩增出的特异标记，扩增条 带长度为125bp;分子标记TMB112522()的特异性引物TMB1125其正向序列如SEQIDN0.3所 示，反向序列如SEQ ID N0.4所示，用该引物扩增出的特异标记，扩增条带长度为220bp。
[0010] 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：
[0011] ① HAU0883125
[0012] 正向引物序列为 TAGAGCTGCTGCTATCAAGG，
[0013] 反向引物序列为AAATGATCCCAAGGAACAAA，扩增长度为125bp的海1的DNA片段；
[0014] ② TMB112 5 220
[0015] 正向引物序列为 CAAAACTGACCCAGAACCAAG，
[0016] 反向引物序列为CCAAAACTCCCTCTCTCCTTC，扩增长度为220bp的海1的DNA片段。
[0017] 本发明还提供提供一种陆地棉纤维强度辅助育种方法及利用上述与棉花纤维强 度QTL/主效基因位点连锁的分子标记在棉花辅助育种以提高棉花纤维强度中的应用。
[0018] -种陆地棉纤维强度辅助育种方法，该方法包括以下步骤：
[0019] ⑴苗期单株提取DNA;
[0020] (2)使用与棉花纤维强度QTL/主效基因位点qFS-C14-l和qFS-C20-l连锁的分子标 记，分别为HAU0883 125和TMB112522Q，对群体单株的基因型进行分子检测，并以陆地棉中棉所 36和海岛棉海1为对照；
[0021] (3)对检测结果进行分析；
[0022] (4)选择带有海岛棉海1特征条带的植株，获得纤维强度得到提高的单株；
[0023]其中，所述与棉花纤维强度QTL/主效基因位点qFS-C14-l和qFS-C20_l连锁的分子 标记的特异性引物分别为HAU0883i25和TMB112522Q，引物HAU0883其正向序列如SEQ ID N0.1 所示，反向序列如SEQ ID NO.2所示，用该引物扩增出的特异标记，扩增条带长度为125bp; 引物TMB1125其正向序列如SEQ ID NO.3所示，反向序列如SEQ ID NO.4所示，用该引物扩增 出的特异标记，扩增条带长度为220bp。
[0024] 根据本发明的与陆地棉纤维强度辅助育种方法，使用SSR标记HAU0883125和 TMB112522Q在与海岛棉海1等有关的育种群体中对纤维强度性状进行分子标记选择，可提高 陆地棉的纤维强度。该方法所用的分子标记HAU0883i25和TMB112522Q分别与棉花纤维强度性 状的2个QTLs: qFS-C14-l和qFS-C20_l (FS是纤维强度的英文单词fiber Strength的缩写。 QTL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:qFS-C14-l表示在第14条染色体上控制纤维强度的第1个QTL。）紧密连锁。这2个QTLs中： qFS-C14-l位于染色体C14上，qFS-C20_l位于染色体C20上，增效基因都来源于海岛棉海1， qFS-C14-l和qFS-C20_l对棉花纤维强度的贡献率分别为8.