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一種改良棉花纖維強度和馬克隆值的分子育種方法

文檔序號:340182閱讀:282來源:國知局
專利名稱:一種改良棉花纖維強度和馬克隆值的分子育種方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一種利用海島棉染色體片段導(dǎo)入系改良棉花纖維強度和馬克隆值的分子育種方法,專用于快速、有效地選育與生產(chǎn)纖維強度和馬克隆值都優(yōu)良的棉花新品系(新品種)。 背景技術(shù)
棉花是世界性的重要經(jīng)濟(jì)作物。中國是棉花的生產(chǎn)大國,消費大國和紡織大國。 作為棉花生產(chǎn)大國,我國主產(chǎn)棉區(qū)覆蓋16個省、市(自治區(qū)),常年植棉面積7000—8000萬畝,總產(chǎn)約600萬噸,占世界總產(chǎn)的四分之一。隨著紡織技術(shù)的進(jìn)步,紡織產(chǎn)品也從粗支紗發(fā)展到高支紗甚至達(dá)到100支的細(xì)沙,加工對象也有一般中絨棉發(fā)展到中長絨棉、長絨棉和超長絨棉。王延琴等(王延琴,楊偉華,許紅霞,周大云,馮新愛,匡猛.中國棉花生產(chǎn)中存在的主要問題及建議.中國農(nóng)學(xué)通報,2009,25(14) 86-90)2003—2007年連續(xù) 5年在三大主產(chǎn)棉區(qū)選取546個基點,2201份棉花樣品進(jìn)行纖維質(zhì)量檢測發(fā)現(xiàn)我國陸地棉樣品的纖維長度平均觀.8 mm,變幅M.(T34. 7 mm,主要處于細(xì)絨棉的中絨(28. (Γ31. 0 mm) 范圍,即中與長的范圍;斷裂比強度平均28. 3 cN/tex,變幅19. 7-38. 3 cN/tex,多數(shù)處于中等( . (Γ29. OcN/tex)范圍,即中到強的范圍;馬克隆值平均4. 2,變幅2. (Γ5. 2,多數(shù)在 (3. 7、. 9)范圍。中國棉花基本能滿足紡織工業(yè)的需要,但缺乏長度在31 mm以上,斷裂比強度在34 cN/tex以上,馬克隆值在3. 7^4. 2之間的特優(yōu)質(zhì)品種,來滿足紡60支以上高支紗的需要。一般棉花品種纖維品質(zhì)性狀的遺傳分析均表現(xiàn)出典型數(shù)量性狀遺傳方式,易受環(huán)境條件影響。在不同分離群體中,加性、顯性或上位性效應(yīng)均可能占主導(dǎo)地位。利用野生種的高強力性狀和海島棉的優(yōu)良品質(zhì)基因雜交漸滲和轉(zhuǎn)育,是當(dāng)代育種家獲取高強力纖維的主要途徑。海島棉生育期長,成熟晚,鈴小,產(chǎn)量低于陸地棉,但纖維細(xì)強,是紡高支紗原料; 而陸地棉的產(chǎn)量高,適應(yīng)性廣,纖維品質(zhì)中等,但顯著優(yōu)于亞洲棉和草棉。陸地棉、海島棉兩者雜交WF1可育,表型正常,且有明顯的產(chǎn)量、品質(zhì)的雜種優(yōu)勢,印度、以色列、中國已成功培育出海、陸雜交種在生產(chǎn)上大面積推廣利用。但是,兩者雜交的后代表現(xiàn)典型的種間雜交的瘋狂分離,棉花育種家一直努力想培育出既具陸地棉的高產(chǎn),又有海島棉優(yōu)質(zhì)的新品種, 一直沒有成功。分子標(biāo)記技術(shù)在纖維品質(zhì)改良育種中的應(yīng)用大大減少了育種過程中選擇的盲目性,快速實現(xiàn)外源優(yōu)良種質(zhì)向栽培品種滲透,拓寬了品種的遺傳基礎(chǔ)。國內(nèi)外研究人員對纖維品質(zhì)進(jìn)行了大量的QTL定位研究,有的已經(jīng)用于標(biāo)記輔助選擇育種實踐。'^^W^^i^AM (Chromosome segment introgression lines,CSIL)
交,回交和分子標(biāo)記輔助選擇(marker-assisted selection, MAS)構(gòu)建的覆蓋作物整個基因組的一系列近等基因系。它的基因組內(nèi)只有來自供體親本的一個純合的染色體片段,而基因組的其余部分與輪回親本相同。它是進(jìn)行基因組研究,特別是QTL定位和分子設(shè)計育種的理想材料。萬建民(萬建民.作物分子設(shè)計育種.作物學(xué)報,2006,32 (3):455-462.) 已利用由粳稻Asominori (輪回親本)和秈稻頂對(非輪回親本)構(gòu)建的染色體片段置換系進(jìn)行了分子育種的實踐。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題一種利用海島棉染色體片段導(dǎo)入系改良棉花纖維強度和馬克隆值的分子育種方法,克服和緩解海陸雜交存在的嚴(yán)重的連鎖累贅和,有利于海島棉中纖維強度和馬克隆值優(yōu)良的基因資源導(dǎo)入陸地棉中?;亟豢梢曰謴?fù)輪回親本的遺傳背景,同時保存了非輪回親本的有利性狀,結(jié)合分子標(biāo)記輔助選擇目標(biāo)性狀,可以快速高效培育纖維強度和馬克隆值都優(yōu)良的棉花新品系。
技術(shù)方案
一種利用海島棉染色體片段導(dǎo)入系改良棉花纖維強度和馬克隆值的分子育種方法,包

1)以新疆棉區(qū)品種新陸早38號為輪回親本(早),以IL088-A7-3染色體片段導(dǎo)入系為非輪回親本( ),雜交1代,回交2代獲得BC2F1,每代都是混收混種;
2)分子標(biāo)記輔助第一次前景選擇=BC2F1種植,應(yīng)用CTAB法提取DNA,采用IL088-A7-3 導(dǎo)入片段上的分子標(biāo)記引物對 NAU3028、NAU2887、NAU3380、NAU2002、NAU2108、NAU2186、 JESPR65、JESPR228、NAU1362進(jìn)行PCR擴(kuò)增,選擇同時含有9個分子標(biāo)記條帶(分子量分別為 225bp ;450bp ;395bp ;600bp ;350bp ;360bp ; 145bp ;310bp ;3!35bp)的單株自交獲得BC2F2,種子按單株收獲;
權(quán)利要求
1. 一種利用海島棉染色體片段導(dǎo)入系改良棉花纖維強度和馬克隆值的分子育種方法, 包括1)以新疆棉區(qū)品種新陸早38號為輪回親本早,以IL088-A7-3染色體片段導(dǎo)入系為非輪回親本 ,雜交1代,回交2代獲得BC2F1,每代都是混收混種;2)分子標(biāo)記輔助第一次前景選擇=BC2F1種植,應(yīng)用CTAB法提取DNA,采用IL088-A7-3 導(dǎo)入片段上的分子標(biāo)記引物對 NAU3028、NAU2887、NAU3380、NAU2002、NAU2108、NAU2186、 JESPR65.JESPR228.NAU1362進(jìn)行PCR擴(kuò)增,選擇同時含有9個分子標(biāo)記條帶分別為22^ρ ; 450bp ;395bp ;600bp ;350bp ;360bp ; 145bp ;310bp ;335bp 的單株自交獲得 BC2F2,種子按單株收獲;引物對產(chǎn)物大小bp正向引物序列5' —3'反向引物序列5' -3'NAU3028225GCTCACAAGTTCCAACATCAAAGMATTACAAGCCCATGCNAU2887450CACCATGAGCCACTAATTCAACACATTTTTCCCTTTTTGGNAU3380395CACCATGAGCCACTAATTCAGAGAGACAGTGAGCAAACGANAU2002600GCCCTTTTTGGTAGATGAACATCACTTCAGCTGGGGTTTNAU2108350GGGGACTTCATCTGGTTCTACAGTAGGCCAAGTCTCTCGTNAU2186360CMAACGCTTTCGAATACMGATTACACCGCAGAGTCCTTJESPR65145CCACCCAATTTAAGAAGAMTTGGGTTAGTTGTATTAGGGTCGTTGJESPR228310CAGAACAACACCATCAACACTCTCAGGGCMGCAAAGCMAACTCNAU1362335TCTGATTTGCTGATTGGAMCTTATTCGGACTTGGTTGCT3)分子標(biāo)記輔助第二次前景選擇種植BC2F2,每株提取DNA后,再利用分子標(biāo)記引物對 NAU3028、NAU2887、NAU3380、NAU2002、NAU2108、NAU2186、JESPR65、JESPR228、NAUl362 確定BC2F2單株的基因型,同時只有9個分子標(biāo)記條帶分別為22^p ;450bp ;395bp ;600bp ; 350bp ;360bp ; 145bp ;310bp ;335bp的單株自交獲得BC2F3,BC2F3即為改良棉花纖維強度和馬克隆值的育成品系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子育種方法,其特征在于,在權(quán)利要求1所述的改良棉花纖維強度和馬克隆值的BC2F3中選擇纖維長度30. 40-31. 60 mm,纖維強度32. 6-34. 5cN/tex, 馬克隆值3. 43-4. 19,單鈴重5. 08-5. 85 g,衣分38. 2-41. 3%的家系,即為育成品系“南農(nóng)海導(dǎo)3號”。
全文摘要
本發(fā)明一種改良棉花纖維強度和馬克隆值的分子育種方法,專用于農(nóng)作物(棉花)定向改良農(nóng)藝性狀和新品種的選育。通過對海島棉染色體片段導(dǎo)入系進(jìn)行棉纖維品質(zhì)檢測,篩選出纖維強度顯著增加且馬克隆值顯著降低的導(dǎo)入系IL088-A7-3。以此導(dǎo)入系為非輪回親本,新疆棉區(qū)品種新陸早38號為輪回親本,進(jìn)行雜交,回交2代且自交3代并輔以分子標(biāo)記輔助選擇獲得纖維強度和馬克隆值都優(yōu)良的棉花新品系。利用這一方法,已經(jīng)培育出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的棉花新品系“南農(nóng)海導(dǎo)3號”。
文檔編號A01H1/04GK102229981SQ201110127228
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者張?zhí)煺? 曹志斌, 王鵬, 郭旺珍 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
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