[发明专利]一种改良棉花纤维长度、纤维强度和马克隆值的分子育种方法

说明书

 （一）技术领域：本发明一种利用海岛棉染色体片段导入系改良棉花纤维长度、纤维强度和马克隆值的分子育种方法，专用于快速、有效地选育与生产纤维长度、纤维强度和马克隆值都优良的棉花新品系（新品种）。   

（二）背景技术：

　棉花是世界性的重要经济作物。中国是棉花的生产大国，消费大国和纺织大国。作为棉花生产大国，我国主产棉区覆盖16个省、市（自治区），常年植棉面积7000—8000万亩，总产约600万吨，占世界总产的四分之一。随着纺织技术的进步，纺织产品也从粗支纱发展到高支纱甚至达到100支的细纱，加工对象也由一般中绒棉发展到中长绒棉、长绒棉和超长绒棉。王延琴等（王延琴， 杨伟华， 许红霞， 周大云， 冯新爱， 匡 猛. 中国棉花生产中存在的主要问题及建议. 中国农学通报, 2009, 25(14): 86-90）2003—2007年连续5年在三大主产棉区选取546个基点，2201份棉花样品进行纤维质量检测发现我国陆地棉样品的纤维长度平均28.8 mm，变幅24.0~34.7 mm，主要处于细绒棉的中绒（28.0~31.0 mm） 范围， 即中与长的范围；断裂比强度平均28.3 cN/tex，变幅19.7-38.3 cN/tex，多数处于中等(26.0~29.0cN/tex)范围，即中到强的范围；马克隆值平均4.2，变幅2.0~5.2，多数在（3.7~4.9）范围。中国棉花基本能满足纺织工业的需要， 但缺乏长度在31 mm以上，断裂比强度在34 cN/tex以上，马克隆值在3.7~4.2之间的特优质品种，来满足纺60支以上高支纱的需要。

一般棉花品种纤维品质性状的遗传分析均表现出典型数量性状遗传方式，易受环境条件影响。在不同分离群体中，加性、显性或上位性效应均可能占主导地位。利用野生种的高强力性状和海岛棉的优良品质基因杂交渐渗和转育，是当代育种家获取高强力纤维的主要途径。海岛棉生育期长，成熟晚，铃小，产量低于陆地棉，但纤维细强，是纺高支纱原料；而陆地棉的产量高，适应性广，纤维品质中等，但显著优于亚洲棉和草棉。陆地棉、海岛棉两者杂交的F₁可育，表型正常，且有明显的产量、品质的杂种优势，印度、以色列、中国已成功培育出海、陆杂交种在生产上大面积推广利用。但是，两者杂交的后代表现典型的种间杂交的疯狂分离，棉花育种家一直努力想培育出既具陆地棉的高产，又有海岛棉优质的新品种，一直没有成功。分子标记技术在纤维品质改良育种中的应用大大减少了育种过程中选择的盲目性，快速实现外源优良种质向栽培品种渗透，拓宽了品种的遗传基础。国内外研究人员对纤维品质进行了大量的QTL定位研究，有的已经用于标记辅助选择育种实践。

染色体片段导入系(Chromosome segment introgression lines，CSIL)是利用杂交，回交和分子标记辅助选择(marker-assisted selection, MAS)构建的覆盖作物整个基因组的一系列近等基因系。它的基因组内只有来自供体亲本的一个纯合的染色体片段，而基因组的其余部分与轮回亲本相同。它是进行基因组研究，特别是QTL定位和分子设计育种的理想材料。万建民（万建民. 作物分子设计育种. 作物学报，2006,32（3）：455-462.）已利用由粳稻 Asominori(轮回亲本)和籼稻IR24(非轮回亲本)构建的染色体片段置换系进行了分子育种的实践。

 （三）发明内容

技术问题  一种利用海岛棉染色体片段导入系改良棉花纤维长度、纤维强度和马克隆值的分子育种方法，克服和缓解海陆杂交存在的严重连锁累赘和杂交后代向两极疯狂分离，有利于海岛棉中纤维品质优良的基因资源导入陆地棉中。回交可以恢复轮回亲本的遗传背景，同时保存了非轮回亲本的有利性状，结合分子标记辅助选择目标性状，可以快速高效培育纤维长度、纤维强度和马克隆值都优良的棉花新品系。

 技术方案  一种利用海岛棉染色体片段导入系改良棉花纤维长度、纤维强度和马克隆值的分子育种方法，包括：

1)        以新疆棉区品种新陆早38号为轮回亲本（♀），以IL080-D6-1染色体片段导入系为非轮回亲本（♂），杂交1代，回交2代获得BC₂F₁，每代都是混收混种；