與陸地棉葉綠素質量分數基因連鎖的分子標記的製作方法
2023-10-28 09:13:32 2
本發明涉及到與陸地棉葉綠素質量分數基因連鎖的分子標記，屬於生物基因技術應用領域。
背景技術：
棉花是最重要的纖維作物，棉屬有4個栽培種，其中陸地棉佔總產量的90％。近年來，隨著棉花分子標記遺傳圖譜的日漸飽和，棉花數量性狀位點(Quantitative trait loci,QTL)的研究也有了較快的發展，但與棉花光能利用相關的生理性狀的QTL研究卻少有報導。
葉綠素是葉綠體的重要組成部分，是作物葉片光合作用的主要物質基礎，也是葉片功能持續期長短的重要標誌，葉綠素質量分數反映單位葉面積的光合單位數與體內含氮水平，可衡量植株光合作用能力的強弱和衰老程度，葉綠素質量分數較高的品種，其葉片功能期較長，不易早衰，在生育後期能更多地利用光能合成乾物質，形成更多的經濟產量。
本發明旨在檢測與光合性狀QTL連鎖的分子標記，為陸地棉高光效分子標記輔助選擇奠定基礎。
技術實現要素：
本發明的目的在於：通過篩選與陸地棉葉綠素質量分數基因連鎖的分子標記，將這些分子標記應用於棉花高光效的輔助選擇，可以加快我國棉花高光效品種的選育進程。
本發明提供的技術方案：與陸地棉葉綠素質量分數基因(CC1、CC2、CC3和CC4)連鎖的分子標記；與CC1連鎖的分子標記為IT-ISJ07F54R和NAU2684，與CC2、CC3和CC4連鎖的分子標記分別為L2、NAU2708和MUSB0047；檢測到的5個與葉綠素質量分數基因(QTL)連鎖的分子標記，分別位於陸地棉第6、15、19和25染色體。
與陸地棉葉綠素質量分數基因連鎖的分子標記篩選方法，包括如下步驟：
(1)建立QTL定位群體：本發明採用陸地棉優質品種渝棉1號與陸地棉多顯性基因標記系T586雜交，從F2單株中隨機選取270株經7代連續自交後獲得的F2:7重組近交系群體。渝棉1號是西南大學採用多親本互交選育的高品質陸地棉品種(張正聖和張鳳鑫，1998)，其親本包括具有海島棉血緣的7231-6，從美國引進的具有亞洲棉、瑟伯氏棉和陸地棉三元雜種(HAT)血緣的優質種質PD4381，從法國引進的具有陸地棉、亞洲棉、雷蒙德氏棉三元雜種(HAR)血緣的優質種質L231-24等多個品種(品系)。T586是將8個顯性基因轉移到遺傳標準系TM-1中培育而成的多顯性基因標記系(Kohel,1984)。2007-2008年分別在西南大學農學與生物科技學院農作物育種基地種植(渝棉1號×T586)F2:7重組近交系群體270個家系；
(2)提取F2:7重組近交系群體和親本DNA；
(3)建立陸地棉(T586×渝棉1號)F2:7重組自交系遺傳連鎖圖譜：利用篩選兩親本獲得的236對多態性引物，對F2:7重組近交系群體270個株系進行基因型檢共獲得253個標記位點。SSR引物獲得位點165個，SRAP引物獲得位點29個，IT-ISJ引物獲得位點59個。加上實驗室以前獲得的365個位點，合計位點數目618個。
對618個標記位點進行遺傳連鎖分析，構建的遺傳連鎖圖包括604個位點(509個SSR標記、29個SRAP標記、58個IT-ISJ標記和8個形態標記)和57個連鎖群。該遺傳連鎖圖譜長3106.9cM，覆蓋了除第4染色體外棉花基因組的所有26條染色體，約佔棉花基因組的69.87％，標記間的平均距離為5.15cM；
(4)葉綠素質量分數基因連鎖的分子標記檢測：2007年和2008年兩個環境共檢測到4個與葉綠素質量分數相關的QTL(CC1、CC2、CC3和CC4)，與CC1連鎖的分子標記為IT-ISJ07F54R和NAU2684，位於陸地棉第6染色體，與CC2、CC3和CC4連鎖的分子標記分別為L2、NAU2708和MUSB0047；分別位於陸地棉第15、19和25染色體。
本發明涉及的4個葉綠素質量分數QTL(CC1、CC2、CC3和CC4)，其中CC1、CC2和CC3的增效位點來源於T586，CC4的增效位點來源於渝棉1號。通過篩選與這4個QTL緊密連鎖的分子標記，將這些分子標記應用於棉花高光效改良的輔助選擇，QTL定位結果可靠，可以加快我國高光效棉花品種的選育進程。CC1的LOD值為4.5(2007年)和2.8(2008年)，解釋表型變異分別為8.2％和4.8％，加性效應值分別為0.70和0.87；CC2的LOD值為15.9(2007年)和5.5(2008年)，解釋表型變異分別為23.9％和9.4％，加性效應值分別為1.15和1.20；CC3的LOD值為2.8，解釋表型變異為5.4％，加性效應值為0.98；CC4的LOD值為2.7，解釋表型變異為4.6％，加性效應值為-0.82。
附圖說明
圖1是陸地棉(T586×渝棉1號)F2:7重組近交系群體檢測的葉綠素質量分數QTL。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
本發明實施例的與與陸地棉葉綠素質量分數基因(CC1、CC2、CC3和CC4)連鎖的分子標記；與CC1連鎖的分子標記為IT-ISJ07F54R和NAU2684，與CC2、CC3和CC4連鎖的分子標記分別為L2、NAU2708和MUSB0047；檢測到的5個與葉綠素質量分數基因(QTL)連鎖的分子標記，分別位於陸地棉第6、15、19和25染色體，在染色體上的位置如圖1所示。
(1)建立QTL定位群體：本發明採用陸地棉優質品種渝棉1號與陸地棉多顯性基因標記系T586雜交，從F2單株中隨機選取270株經7代連續自交後獲得的F2:7重組近交系群體。渝棉1號是西南大學採用多親本互交選育的高品質陸地棉品種(張正聖和張鳳鑫，1998)，其親本包括具有海島棉血緣的7231-6，從美國引進的具有亞洲棉、瑟伯氏棉和陸地棉三元雜種(HAT)血緣的優質種質PD4381，從法國引進的具有陸地棉、亞洲棉、雷蒙德氏棉三元雜種(HAR)血緣的優質種質L231-24等多個品種(品系)。T586是將8個顯性基因轉移到遺傳標準系TM-1中培育而成的多顯性基因標記系(Kohel,1984)。2007-2008年分別在西南大學農學與生物科技學院農作物育種基地種植(渝棉1號×T586)F2:7重組近交系群體270個家系；
(2)提取F2:7重組近交系群體和親本DNA；
(3)建立陸地棉(T586×渝棉1號)F2:7重組自交系遺傳連鎖圖譜：利用篩選兩親本獲得的236對多態性引物，對F2:7重組近交系群體270個株系進行基因型檢共獲得253個標記位點。SSR引物獲得位點165個，SRAP引物獲得位點29個，IT-ISJ引物獲得位點59個。加上實驗室以前獲得的365個位點，合計位點數目618個。
對618個標記位點進行遺傳連鎖分析，構建的遺傳連鎖圖包括604個位點(509個SSR標記、29個SRAP標記、58個IT-ISJ標記和8個形態標記)和57個連鎖群。該遺傳連鎖圖譜長3106.9cM，覆蓋了除第4染色體外棉花基因組的所有26條染色體，約佔棉花基因組的69.87％，標記間的平均距離為5.15cM；
(4)葉綠素質量分數基因連鎖的分子標記檢測：2007年和2008年兩個環境共檢測到4個與葉綠素質量分數相關的QTL(CC1、CC2、CC3和CC4)，與CC1連鎖的分子標記為IT-ISJ07F54R和NAU2684，位於陸地棉第6染色體，與CC2、CC3和CC4連鎖的分子標記分別為L2、NAU2708和MUSB0047；分別位於陸地棉第15、19和25染色體。
本發明涉及的4個葉綠素質量分數QTL(CC1、CC2、CC3和CC4)，其中CC1、CC2和CC3的增效位點來源於T586，CC4的增效位點來源於渝棉1號。CC1的LOD值為4.5(2007年)和2.8(2008年)，解釋表型變異分別為8.2％和4.8％，加性效應值分別為0.70和0.87；CC2的LOD值為15.9(2007年)和5.5(2008年)，解釋表型變異分別為23.9％和9.4％，加性效應值分別為1.15和1.20；CC3的LOD值為2.8，解釋表型變異為5.4％，加性效應值為0.98；CC4的LOD值為2.7，解釋表型變異為4.6％，加性效應值為-0.82。
上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性的勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍之內。