[发明专利]棕色棉纤维色泽基因Lc2辅助选择的分子标记及用途

说明书

技术领域

本发明属于植物分子遗传学和彩色棉种质技术领域，涉及棕色棉纤维色泽基因Lc₂的分子标记开发及其定位方法，具体涉及一种用于棕色棉纤维色素基因Lc₂辅助选择的分子标记及其用途。

背景技术

棉花是世界上最重要的经济作物之一，也是纺织工业的主要原料。目前，棉花种植分布到世界上80多个国家，解决近8亿人的温暖问题。天然彩色棉是在棉纤维发育过程中天然形成色素，目前主要有棕色和绿色。天然彩色棉纤维因其独特的自然色彩，在加工过程中无需染色，因此减少了对环境的污染；其加工成的内衣，手感柔软，穿着舒适，不含残留化学毒素，不会对人体健康产生危害。天然彩色棉纤维诸多优点，引起国内外棉花育种专家和纺织、服装工业界的广泛关注，业已成为当今世界各国重点开发的生态棉。

新疆自上世纪九十年代从国外引入彩棉品种，目前已成为世界最大的彩棉生产基地和原料输出地。但是，目前彩色棉的纤维品质和白色棉有一定差异，这已成为制约彩色棉新色彩创新及纤维品质提高的重要制约因素。深入研究彩色棉色素的形成机制一直是科学家研究的热点，而通过克隆彩棉色素的基因是解决上述问题的根本所在。

自上个世纪以来，国内外已经对彩棉色泽的遗传特性开展了广泛的研究。1906年，Balls的研究表明有色纤维对白色纤维为显性。1926年和1928年冯肇传、冯泽芳、孙逢吉对亚洲棉有色纤维遗传研究认为，棕色是显性，白色是隐性，是一对简单性状遗传。1933年Ramanatha等人在研究亚洲棉的纤维颜色时，通过种间杂交F₁、F₂后代的观察中，推论其纤维颜色为三因子所决定，X为颜色基本基因，只有另外两基因K₁或K₂同时存在时才产生棕色。1935年Harland用白色纤维的海岛棉和棕色埃及棉杂交，F₂分离出棕色和白色，理论比例符合3:1的比例，但纤维的颜色有一定的变化，认为棕色纤维受1对主基因控制，另伴随一些修饰因子。西蒙古良利用墨西哥半野生种棕色陆地棉与白色陆地棉品种杂交，F₁纤维颜色呈中间类型，F₂分离出棕色和白色的理论比例符合9:7，表明受2对互补基因控制。Kohel对所收集到的棕色棉材料进行经典的遗传学研究，共分离得到6个色素基因（Lc₁～Lc₆），其中Lc₁和Lc₂均能控制纤维棕色，Lc₃支配深棕色，Lc₄、Lc₅和Lc₆决定着棕色纤维和短绒基因。并利用遗传学性状标记，将Lc₁定位到第7染色体，Lc₂定位到第6染色体。综上所述，用于选用的材料不同以及材料所种植的环境差异，导致研究者对棕色棉色泽的遗传分析的结果也不尽相同。

纤维色素基因的分子标记及连锁图谱建立是对目标基因进行精细遗传定位及图位克隆色素基因的基础，同时更是分子标记辅助育种的有力工具，近年来，分子标记已广泛应用于小麦目标性状标记定位好性状间连锁关系的确定。但由于新疆棕色棉的遗传基础相对狭窄，在常用的分子标记体系中，RFLP操作复杂，多态性较低，因而在一定程度上限制了棉花RFLP标记的筛选和应用。由于SSR标记为共显性标记，具有遗传方式简单、多态性好、不需要大量的DNA、且具有操作简便、重复性好、稳定可靠等特点，近年来，此方法已发展成为一种技术成熟、程序标准的分子标记方法，被广泛用于遗传作图、种质鉴定、分子标记辅助选择等研究领域。2007年，董承光等将海岛棉Gl₂^e显性无腺体基因定位在CIR362和NAU2251b,NAU3860b,STV033之间,遗传距离分别为9.27和0.96cM；2009年赵亮等通过分子标记技术将陆地棉红株基因R1定位在NAU4956和NAU6752之间,距离NAU6752仅有0.49cM的遗传距离。因此，利用SSR分子标记定位和开发与连锁的分子标记对于克隆和利用纤维色素基因具有重要意义。

发明内容