来自海岛棉海1与纤维马克隆值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与纤维马克隆值 有关的分子标记及其应用。
【背景技术】
[0002] 随着纺织工业的发展和人民生活水平的提高，对棉花纤维品质性状，特别是对纤 维强度、细度提出了更高的要求，要求培育出更强、更细和更整齐的棉花新品种（项时康， 等，1999)。目前普遍采用麦克隆值作为纤维细度的评价指标，它是纤维细度和成熟度的综 合反映 （Joseph，et al.，2005)。马克隆值分为A、B、C三级，B级为标准级。A级取值范围 为3. 7 - 4. 2,品质最好；B级取值范围为3. 5 - 3. 6和4. 3 - 4. 9 ;C级取值范围为3. 4及 以下和5.0及以上，品质最差。数值越大，表示棉纤维越粗，成熟度越高。因而培育纤维较 细处在A级的品种是纺尚档棉纱和出尚档棉织品的要求。
[0003] 棉花的纤维品质性状属于多基因控制的数量性状。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。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。当前我国自育品种突出的缺点是纤维强度较差、细度偏粗。品种资源的 范围狭窄，缺乏综合性状优良的理想品种以及育种手段落后是造成棉花育种徘徊不前的主 要原因。
[0004] 海岛棉具有纤维长、强、细等优异的纤维品质，但产量低，而陆地棉产量高，种植范 围广，但纤维品质一般，因而采取有效的措施挖掘海岛棉的优异基因并转入到陆地棉中，对 我国陆地棉纤维品质的提高有着重要的意义。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。
[0005] 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。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。
[0006] 利用不同的陆海杂种群体定位纤维品质性状的QTL方面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。
[0007] 前人的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。如何发掘并有效利用与优质纤 维品质紧密连锁的分子，是实现分子标记辅助选择品质育种的关键。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，是QTL检测的理想材料。
[0008] 本发明利用陆地棉早熟背景的陆海渐渗系通过多环境QTL筛选鉴定，筛选出稳定 的纤维马克隆值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 选出纤维较细、马克隆值处在A级范围内的株系。
【发明内容】
[0009] 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。本发明以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QTL、直接培育用于育种的新品系奠定了基础。
[0010] 本发明的目的是提供来自海岛棉海1与纤维马克隆值有关的分子标记。
[0011] 本发明的再一目的是提供一种陆地棉纤维马克隆值辅助育种方法。
[0012] 本发明的再一目的是提供上述来自海岛棉海1与纤维马克隆值有关的分子标记 的应用。
[0013] 根据本发明的来自海岛棉海1与纤维马克隆值有关的分子标记，所述分子标记为 BNL314533。和 HAU0764 22。，
[0014] 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：
[0015] ① BNL3145330
[0016] 正向引物序列为 AACGAGGGAAAACGGAGAGT，
[0017] 反向引物序列为 CAAAACGACGCCATTTAGGT，可扩增长度为330bp的海1的DNA片 段；
[0018] ② HAU0764220
[0019] 正向引物序列为 AAGGAAGAGAAAGCAGAGCA，
[0020] 反向引物序列为 GCAAAGCCCACTTCATTATT，可扩增长度为220bp的海1的DNA片 段。
[0021] 根据本发明的与陆地棉纤维马克隆值辅助育种方法，使用SSR标记BNL314533。和 HAU076422。在与海岛棉海1等有关的育种群体中对纤维马克隆值性状进行分子标记选择， 可降低陆地棉的纤维马克隆值。该方法所用的分子标记BNL314533。和HAU0764 22。分别与棉 花纤维马克隆值性状的2个QTLs :qFM-14_l和qFM-17-1 (FM是纤维马克隆值的英文单词 fiber micronaire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：qFM-14-l表示在第14条染色体上控制纤维马克隆值 的第1个QTL)紧密连锁。这2个纤维马克隆值性状的QTLs :qFM-14_l和qFM-17-l，分别 位于染色体ChrH和Chrl7上，都来源于海岛棉海1，对棉花纤维马克隆值降低的贡献率分 别为 4. 65-13. 94%和 6. 35-12. 18%，加性效应分别为负值 0· 15-0. 26 和 0· 14-0. 24。
[0022] 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 生品系的纤维马克隆值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。
[0023] 使用本发明可以在苗期预测纤维马克隆值的高低并进行淘汰，进而可以快速筛选 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。通过与纤维马克 隆值的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，以克服现有技术存在的上述不足。
[0024] 为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
[0025] 根据本发明的与海岛棉海1相关的陆地棉纤维马克隆值性状降低的分子标 记选择方法，使用与海岛棉海1纤维马克隆值性状紧密连锁的SSR标记BNL314533。和 HAU076422。在与海岛棉海1有关的育种群体中进行分子标记选择，可降低陆地棉棉纤维马 克隆值0. 15-0. 26和0. 14-0. 24。该方法包括以下步骤：苗期单株提取DNA ;使用分子标记 BNL314533。和HAU0764 22。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，这些中选单株的纤维马克隆值得到不同程度的降低。
[0026] 通过这些分子标记选择可获得纤维马克隆值得到降低的陆地棉品种，加速棉花纤 维品质的育种进程。
[0027] 根据本发明的【具体实施方式】，降低陆地棉纤维马克隆值性状的分子标记选择方法 包括以下步骤：
[0028] (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，构建了一套陆海渐渗系材料408个；
[0029] (2)对408个渐渗系设置五个环境（2010安阳，2011年安阳、新疆和辽宁，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用 CTAB 法（(Paterson et al. 1993))并稍加改动提取 DNA0
[0030] (3)从以中棉所36X海IBC1F1群体构建的高密度分子遗传连锁图谱（Shi et al. 2015)上，每隔大约5-10cM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。
[0031] (4)利用五个环境（2010安阳，2011年安阳、新疆和辽宁，2014年新疆）的纤维 马克隆值性状的表型数据和基因型数据，采用QTL IciMapping V4.0软件（http://www. isbreeding. net/software/)，进行纤维马克隆值性状的多环境QTL定位分析，获得的五个 环境稳定的纤维马克隆值性状QTLs，其中有2个QTLs是新发现的，这2个QTLs为BNL314533。 和HAU076422。（表2)，分别位于染色体ChrH和Chrl7上，增效基因都来源于海岛棉海1，对 棉花纤维马克隆值的贡献率分别为4. 65-13. 94%和6. 35-12. 18%，加性效应分别为负值 0. 15-0. 26和0. 14-0. 24 ;与这2个纤维马克隆值性状的QTLs紧密连锁的SSR分子标记分 别为 BNL314533。和 HAU0764 220。
[0032] 各分子标记的引物序列和扩增的目的片段长度如下：
[0033] ① BNL3145330
[0034] 正向引物序列为 AACGAGGGAAAACGGAGAGT，
[0035] 反向引物序列为 CAAAACGACGCCATTTAGGT，可扩增长度为330bp的海1的DNA片 段；
[0036] ② HAU0764220
[0037] 正向引物序列为 AAGGAAGAGAAAGCAGAGCA，
[0038] 反向引物序列为 GCAAAGCCCACTTCATTATT，可扩增长度为220bp的海1的DNA片 段。
[0039] 本发明的有益效果如下：
[0040] 本发明提供了一种降低陆地棉纤维马克隆值性状的分子标记选择方法，使用分子 标记BNL314533。和HAU076422。在与海岛棉海1有关的育种群体中进行分子标记选择，可降低 纤