[发明专利]棉花恢复系恢复基因的分子标记及其应用

说明书

本发明提供了棉花恢复系恢复基因的分子标记及其应用。本发明以细胞质雄性不育系6001A和恢复系7R13两个材料及其衍生群体为基础，将恢复基因进行了遗传定位，所述棉花恢复系恢复基因的分子标记由核苷酸序列如SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示的引物经PCR扩增棉花基因组DNA得到。本发明中的分子标记可以快速、准确地鉴定棉花细胞质雄性不育恢复系以及棉花恢复系种子纯度。

技术领域

本发明涉及棉花分子育种技术领域，尤其涉及棉花恢复系恢复基因的分子标记及其应用。

背景技术

棉花是一种重要的纤维作物。近年来受国内外行情影响，我国棉花种植面积逐渐减少，作为世界上最大的棉花消费国，我国的棉花生产与需求难以平衡。而棉花产业是社会经济结构中不可或缺的产业，通过提高棉花产量以振兴棉花产业是时代发展的必然选择。植物雄性不育即植物的雄蕊败育的现象，是利用杂交优势的强大工具，棉花三系杂交育种中，恢复系的选育对杂交组合潜力的影响很关键，然而恢复源相对来说比较狭窄，因此，定位恢复基因，从而用分子标记辅助育种或克隆恢复基因合成优良恢复系，具有重要意义。

植物雄性不育系在杂种优势上具有重要地位，开发利用价值巨大。植物雄性不育现象一般分为三类：细胞核雄性不育(Genetic Male-sterility，GMS)、质核互作雄性不育(Cytoplasmic-Genetic Male-sterility，CGMS)(Chen and Liu,2014)和胞质型不育(Cytoplasmic Male-sterility，CMS)，细胞核雄性不育通常为核基因隐性突变，质核互作雄性不育即细胞质雄性不育，一般由线粒体基因突变而引起的核质互作，为母性遗传(Budar and Pelletier,2001)。现已知超过150个物种的细胞质雄性不育现象，都与异常线粒体基因导致花粉发育受阻有关(Bentolila et al.,2002)。胞质型不育在水稻开发利用较早(Pradhan and Jachuck,2012)，因其育性恢复基因资源不易找到，在其他作物上应用不多。随着作物杂交种子的大面积推广，杂交种子的生产需要在质和量上都需要提升，才能提高作物产量和产品质量。首先，需要选育育性稳定，制种安全，繁殖系数高，高产稳产的不育系(陈立云等2007)，然后与恢复力强，综合性状优良的恢复系搭配。然而，有些作物恢复源狭窄以及高度自交，如小麦(范濂等1986)、大豆(白羊年等2002)，恢复系综合性状不良，选育强优恢复系耗时耗力。因此，储备更多的恢复基因资源，通过遗传定位、基因克隆实现恢复基因的分子标记筛选和转化，是提高育种效率，加大杂种优势利用水平的重要途径。

目前的相关研究中，关于育性恢复机理在主要农作物中已有较多报道，大部分育性恢复基因都属于编码PPR蛋白的基因家族。研究表明，PPR蛋白识别并结合CMS诱导因子，通过RNA编辑(Pring et al.,1998)、促使CMS诱导因子降解(Kazama et al.,2014)、稳定CMS诱导蛋白翻译后产物(Bellaoui et al.,1999)等方式，使雄性不育植物育性恢复。其中两个例子一个是玉米的恢复基因Rf2，这是一个乙醛脱氢酶基因；另一个例子为甜菜的一个编码bvORF20蛋白的恢复基因。