[发明专利]三裂棉细胞质雄性不育恢复基因的分子鉴定方法

说明书

本发明提供了一种三裂棉细胞质雄性不育恢复基因的分子鉴定方法，其InDel分子标记为36bp的核苷酸序列缺失，InDel分子标记引物如SEQ ID NO.2‑3所示。采用InDel分子标记引物进行PCR扩增，如果片段长度为275bp的条带，则为不含三裂棉细胞质雄性不育恢复基因的材料；如果片段长度为239bp的条带，则为三裂棉细胞质雄性不育恢复基因位点纯合的恢复系材料；如果PCR产物电泳结果同时出现两条，片段长度为275bp和239bp的两条带，则为恢复基因杂合位点的材料。本发明可以加快恢复系选育和改良进程，缩短选育周期，同时保证恢复系种子和三系杂交种子的纯度，显著减少田间材料性状调查的工作量。

技术领域

本发明属分子标记开发与育种应用领域，具体为一个InDel标记及其对应的引物对三裂棉细胞质雄性不育恢复基因鉴定和分子标记辅助育种的运用。

背景技术

棉花是世界上重要的经济作物，重要的纤维能源作物，也是重要的工业原料，棉花在世界农业生产中具有重要的地位和意义。棉花属于常异花授粉作物，常异花授粉为棉花的杂种优势的研究与利用提供了生物学基础。棉花杂种优势的研究和利用已经显著提高棉花产量、改良棉花品质、提高棉花多重抗性等。广泛存在于植物中的细胞质雄性不育现象是杂交育种和利用杂种优势的重要工具，也是作物最理想的育种材料，细胞质雄性不育可以获得彻底不育的母本，省去大面积繁殖制种过程中的去雄工作。降低杂交种生产成本，提高种子纯度，最大限度地提高经济效益。

目前，哈克尼西棉细胞质雄性不育和三裂棉细胞质雄性不育是研究得较多且有应用价值的两套三系相配套的材料。哈克尼西棉胞质不育三系已经用于生产实践，以哈克尼西棉细胞质雄性不育三系培育的杂交种已经通过国家审定并已经进行推广。有报道，哈克尼西棉细胞质雄性不育系相配套的三系所制的杂交种的不育胞质会产生一定的不良效应，其相配套的恢复系较少，且受光和温度影响较大，在长日照高温条件下恢复系出现少粉的现象导致花粉量不足，F2群体性状分离出现不育株，并且有衰退现象。三系配套杂交制种的种质资源匮乏，细胞质雄性不育恢复基因来源狭窄，强优势三系杂交组合选育缓慢，导致选育的三系杂交种品种通过审定推广的数量较少。

三裂棉细胞质雄性不育的三系遗传简单，不育系彻底败育易于恢复，不育系和保持系有一样的核遗传背景，恢复系的核基因具有恢复育性功能，恢复系恢复不育系的功能受一对显性基因控制。三裂棉细胞质雄性不育是配子体不育，当配子体内的核基因为rf时该配子不育。三裂棉细胞质雄性不育三系配套的不育系与恢复系杂交获得F₁代全部可育，保持系N(rf₂rf₂)与该F₁代回交获得BCF₁代，回交群体内全部可育没有性状分离现象；不育系与恢复系杂交获得F₂代植株也都是可育的，因此，三裂棉细胞质雄性不育三系的研究与利用可以降低杂交种利用的风险。三裂棉细胞质雄性不育在制种过程中如果恢复系混入杂合种子，为棉农造成的经济损失相对较小。

分子标记辅助选择育种可以忽略作物生长条件和环境条件，可以对无法或者很难通过传统育种方法做性状选择的表型进行鉴定加以选择，进而加快回交育种进程，消除不利性状基因位点的连锁，达到省时高效低成本的目的。同时，分子标记辅助育种的育种目标明确即获得恢复力强、综合农艺性状良好的恢复系，可以适量减少群体种植的规模。插入缺失(InDel，insertion-deletion)标记具有共显性、位点特异性、扩增产物稳定和易于检测等优点。InDel标记在基因组中密度大、数目众多、分布广泛且相对均匀。棉花参考基因组测序数据的公布，降低了开发与目标性状紧密连锁的InDel标记的成本。

本发明开发一个与三裂棉细胞质雄性不育恢复基因紧密连锁的InDel标记，用于优良恢复系的选育和杂交种的实践生产，为三裂棉细胞质雄性不育三系杂交种的选育提供分子标记辅助选择育种的稳定遗传的InDel标记，可缩减育种时间，以满足生产实践需求。

发明内容