[发明专利]一种基于分子标记技术的农作物品种杂种优势模式鉴定方法

说明书

本发明提供了一种基于分子标记技术的农作物品种杂种优势模式鉴定方法，包括以下步骤：(1)建立农作物对照自交系指纹信息库；(2)构建虚拟杂交组合指纹库并确定杂种优势模式权重库和阈值；(3)建立待测杂交种指纹库；(4)分析待测杂交种的杂种优势模式：计算杂交种在每个杂种优势模式的得分值，通过与已建立的权重库和阈值的比对判断待测杂交种的杂种优势模式，分值最高的杂种优势模式即为该杂交种的杂种优势模式。本发明的鉴定方法可以快速有效的鉴定玉米杂交种的杂种优势模式，进而可以应用于鉴定亲本、品种识别、品种纯度及品种保护等各个方面，节约时间和人力财力，便于种企、育种家及种子管理部门进行监督和管理，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及农作物杂交种鉴定与育种技术领域，特别是涉及农作物品种生物信息学分析技术领域，具体地涉及一种基于分子标记技术的农作物杂交种杂种优势模式鉴定方法。

背景技术

20世纪植物遗传学对发展农业生产最突出的贡献就是开发利用杂种优势。孟德尔遗传规律被重新发现之后，提出了自交系间杂交种的概念，育种家选育了大量的自交系，配制出大量杂交组合，使玉米杂交种的商业利用有了突飞猛进地发展。杂种优势育种是当今玉米育种的主流，推广种植强优势杂交种在玉米增产中起着关键性的作用。在国内外农作物育种中，选择合理的杂交优势利用模式可以提高育成品种的成功率。近20年来，育种家逐步认识到，在未能完全认识杂种优势遗传机理的情况下，合理划分亲本材料的杂种优势类群、建立有效的杂优模式是进一步提高育种效果的有效措施。

所谓杂种优势群(Heterosis Group)是指遗传基础广阔，遗传变异丰富，具有较多的有利基因，多来自同一品种或群体，且具有该群体的种性的一组自交系的集合，是在自然选择和人工选择作用下经过反复重组种质互渗而形成的活基因库。从中可不断分离筛选出高配合力的优良自交系。而杂种优势模式(Heterosis Pattern)指两个对应的杂种优势群之间具有较高的基因互作效应，具有较高的特殊配合力(Special Combining Ability,SCA)，相互配对而成为产生强杂种优势的模式。从配对的两个优势群分别选出的优系之间，出现强优势杂交种的几率也相应较高。杂种优势群不是泛指一般的人工合成群体或开放授粉品种群体，也不是任何杂种优势群之间均能组配成杂种优势模式。

在杂种优势模式鉴定中，过去常用的方法有：1.完全系谱法。完全系谱法根据杂交种的系谱即血缘关系推断该杂交种的杂种优势模式。通过查询品种审定公告或者其他渠道的信息，得知杂交种的系谱信息(父母本)；对于父母本，再通过已有的信息得知父母本的杂种优势类群，进而得知该杂交种的杂种优势模式(王懿波等，中国玉米主要种质杂交优势利用模式研究，中国农业科学，1997，30(4)：16-24)。2.分子标记技术结合系谱法。随着分子生物技术的发展，在农作物杂种优势模式方面的应用也进一步增多。例如，RAPD分析技术。首先通过系谱信息得知杂交种的父母本，然后对父母本的自交系进行RAPD分子标记，再通过聚类分析方法进行杂种优势类群的划分(彭泽斌等，玉米自交系杂种优势类群与杂优模式构建的初步研究，作物学报，1998，24(6)：711-717)；SSR分析技术。首先通过系谱信息得知杂交种的父母本，然后对父母本的自交系进行SSR分子标记，再通过聚类分析方法进行杂种优势类群的划分(王庆东，用SSR标记对玉米优良自交系血缘类群及杂优模式的研究，河南农业大学，硕士学位论文，2004)。利用分子技术进行杂种优势模式鉴定具有更直接、准确和快速等优势，尤其是在农艺性状上无法区分时更为有效，鉴定结果更为可靠，因而具有广阔的应用前景。