[发明专利]筛选毛白杨抗旱新品种的分子标记及其组合、方法和应用

说明书

本发明公开了与毛白杨抗旱性状相关的分子标记及其单倍型组合，所述分子标记选自SNP1、SNP2和SNP3中的一个，分子标记组合由SNP1、SNP2和SNP3三个标记组合而成，所述分子标记组合按SNP 1～SNP3依次为A、T、C纯合基因型，即为AA‑TT‑CC基因型组合时，对应的毛白杨具有最强的抗旱能力，利用上述分子标记及其组合，能够在分子水平对毛白杨的抗旱性状做出精准评价，在杨树幼苗期精准、高效地筛选出抗旱种质。本发明还公开了利用上述分子标记鉴定或筛选抗旱能力强的毛白杨的方法及对毛白杨进行遗传改良的方法等，为毛白杨分子标记辅助选择育种提供了有效手段。

技术领域

本发明属于植物分子育种技术领域，具体涉及一种与杨树气孔、生理生化性状共同连锁的分子标记及其组合，尤其涉及基于该基因标记组合进行高抗旱毛白杨新品种选育的方法、引物组、试剂盒及其应用。

背景技术

森林是地球陆地生态系统的主要组成部分，对人类生活、自然界的碳循环及维持生态平衡都具有不可替代的地位和作用。杨树是一种在全球广泛分布的工业用材与生态树种，是世界人工林建设的第一大树种，具有早期速生、适应性强、分布广、品种多、易杂交、易改良遗传性、易繁殖等优点，广泛应用于集约栽培。近年来，受全球气候变暖的影响，干旱事件的频次和强度显著增加，已经对森林生态系统的健康、分布、结构、组成和生态多样性造成了巨大的影响。杨树人工林的栽培也受到越来越严重的水资源缺乏的影响，给栽种范围和栽种后的管理带来很大的挑战。因此，开展杨树抗旱育种对扩大困难立地造林面积、提升杨树人工林质量具有重要意义。

其中，毛白杨作为中国特有的乡土树种，分布较为广泛，其以黄河流域中、下游为中心分布区，在水土保持和维护生态平衡方面发挥重要作用，是北方地区重要的生态先锋树种和工业用材树种。毛白杨是多年生乔木树种，具有高大的主干和强大根系，对于干旱胁迫的响应和适应具有极其复杂的调控过程，包含形态、生理、生化和分子水平多层面的调控机制。对毛白杨进行传统的抗旱遗传育种，需要经过杂交、回交等多个世代，育种周期较长且表型选育稳定性差。随着现代分子育种技术的不断发展，从分子水平对毛白杨抗旱能力进行分子标记辅助遗传改良成为一种趋势。

单核苷酸多态性(SNP)标记指由基因组单核苷酸变异引起的DNA序列多态性，被公认为是最新的第三代DNA分子标记，以广泛应用于基因定位、克隆、遗传育种以及遗传多样性等研究领域。然而，受到不同实验群体的遗传背景差异、奠基者效应、多基因互作效应、基因-环境互作效应、不完全选择/平衡选择效应、遗传标记数量的限制以及连锁不平衡等因素的干扰，导致目前毛白杨抗旱育种实践中仍然缺少功能明确、效应显著的、可直接应用的分子标记。

因此，基于多组学联合分析方法精准解析标记位点的分子机制，并最终发掘通用的、效应巨大的、准确的与毛白杨抗旱能力相关的分子标记，以提高毛白杨优异抗旱种质资源选育效率和精度，是目前亟需解决的问题。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，通过全基因组关联分析的方法，发掘了与毛白杨抗旱性状显著相关的SNP位点及其组合，同时获得了与抗旱能力相关的SNP位点的基因型及分子标记组合的基因型组合，能够在分子水平对杨树的抗旱性状做出精准评价，在杨树幼苗期精准、高效地筛选抗旱树种，缩短杨树育种周期。此外，还提供了鉴定或筛选抗旱能力强的毛白杨的引物组合、试剂盒及方法和应用等，能够早期、快速、低成本、有效的预测毛白杨的抗旱能力，为毛白杨分子标记辅助选择育种提供了有效手段，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

第一方面，本发明提供了一种与毛白杨抗旱性状相关的分子标记，其中，所述分子标记选自SNP1、SNP2和SNP3中的一个，所述分子标记SNP1位于杨树基因组DUF538基因上游第100位碱基，具有G/A多态性；所述分子标记SNP2位于杨树基因组TRA2基因上游第105位碱基，具有A/T多态性；所述分子标记SNP3位于杨树基因组AbFH2基因上游第2040位碱基，具有T/C多态性。