[发明专利]一种高效的易成花荔枝新种质育种方法

说明书

技术领域

本发明属于荔枝遗传育种技术领域，具体涉及一种高效的易成花荔枝新种质育种方法。

背景技术

荔枝(Litchi chinensis Sonn.)为无患子科荔枝属植物，起源于中国，因果实形、色、香、味俱佳和营养丰富而誉称“岭南果王”驰名中外。以往生产经验表明低温是荔枝完成成花诱导所需的关键外界环境因子，还发现极少数的荔枝品种(如“三月红”、“褐毛荔”)仅需要较短时间的低温就能够完成成花诱导，容易成花，一般在2月左右开花，因而称为易成花荔枝品种；而大多数的荔枝品种(如“桂味”、“糯米糍”、“紫良喜”)必须经过整个冬天的低温才能完成成花诱导，难成花，一般在4月左右开花，因而称为难成花荔枝品种。研究调查发现易成花荔枝品种主要起源于我国荔枝产区的北方地区(如云南等地)，而难成花荔枝品种主要起源于荔枝产区的南方地区(如海南等地)。由于两者开花时间不同(相差两个月左右)，因此在自然界中人类未干预情况下两者存在生殖隔离。以往生产经验还表明：冬天低温不足是荔枝不能稳定成花的主要原因，特别对于难成花荔枝品种来说更是如此；还有荔枝的花期和熟期是相关联的，一般而言易成花荔枝品种是早熟荔枝品种，而难成花荔枝品种是晚熟荔枝品种，当然荔枝的熟期也与果实发育的快慢有关。

在荔枝生产中，每年由于成花不稳定所造成的产量没保障是广大果农长期以来面临的一个主要难题。其中一个主要原因在于荔枝的栽培品种结构不合理：难成花荔枝品种所占比例过高，而易成花荔枝品种所占比例偏少，产量受冬天低温不足影响很大。在荔枝生产中另一个主要难题是易、难成花荔枝品种栽培结构的不合理，加上荔枝采后保鲜难等难题，也导致了荔枝在6、 7月份集中上市，常造成价格低廉，广大果农即使丰产年也不丰收，削弱了其栽培荔枝的积极性，严重制约着荔枝经济效益的提高。造成以上现象的一个主要原因在于目前可满足商品性栽培的优质易成花荔枝品种稀少。目前虽有少数的易成花荔枝品种(如“三月红”)，但由于其品质差而被逐渐淘汰掉。难成花荔枝品种(如“桂味”和“糯米糍”)，虽然成花受冬天低温不足影响很大，但是由于其高品质而受到广大消费者的亲睐，逐渐得到大面积推广，可是每年的产量得不到保障，如2017年由于受冬天低温不足的影响(暖冬)，产量减产80％左右。因此，在荔枝采后保鲜难题尚未取得突破的情况下，选育易成花优质荔枝品种，为易、难成花荔枝品种栽培结构的优化调整提供品种支撑，保证产量，拉长鲜果供应期，成为解决以上问题的一个重要途径。

发明人通过人工设施栽培在夏季对荔枝开展反季节低温诱导实验，有力证明了低温是诱导荔枝成花的关键环境因子，对荔枝的叶片和顶芽开展局部低温诱导实验，证明了荔枝的叶片是感受低温诱导信号的关键器官，为此发明人对低温处理0h、8h、32h、9d、27d、47d和61d的叶片开展RNA-Seq 和小RNA高通量深度测序。其中通过RNA-Seq筛选到一个荔枝成花关键基因LcFT1，进一步研究证明低温是通过诱导荔枝叶片中LcFT1基因的表达进而导致其成花(相关结果以Promoter difference of LcFT1 is a leading cause of natural variation of flowering timing in different litchi cultivars(Litchi chinensis Sonn.)发表在plant science,2015,241:128-137)。进一步研究发现，荔枝LcFT1 基因启动子存在两个类型，分别命名为“EFT”型启动子和“DFT”型启动子(注：“EFT”为“easy-flowering type”首字母缩写；“DFT”为“difficult-flowering type”首字母缩写)，进而导致3种LcFT1基因型荔枝，分别为纯合“EFT”型荔枝、纯合“DFT”型荔枝以及两者的杂合型荔枝。同时研究还发现含有“EFT”型启动子的荔枝容易成花即使遇到暖冬的年份，如易成花荔枝品种(如“三月红”、“褐毛荔”、“桂早荔”等)都是纯合“EFT”型荔枝或为杂合型荔枝，它们只需要较短时间的低温就能够完成成花诱导，因而易成花，一般在2月左右开花。而难成花荔枝品种(如“马贵荔”、“桂味”、“糯米糍”、“紫良喜”等)都是纯合“DFT”型荔枝，它们必须经过整个冬天的低温才能够完成成花诱导，需低温量多，因而难成花，一般在4月左右开花。申请者基于以上研究结果发明一种高效的易成花荔枝新种质育种方法。本方法通过荔枝人工杂交育种手段来实施，主要涉及到亲本的选着，即父母本必须有一方为纯合“EFT”型荔枝，本发明还基于LcFT1基因启动子的差异开发一种鉴定纯合“EFT”型荔枝的分子标记。