[发明专利]一种用于山杨性别鉴定的SSR分子标记及其应用

说明书

本发明属于林木遗传育种领域，公开了一种用于早期鉴定山杨性别的通用SSR分子标记，及其在山杨性别早期鉴定和不飞絮杨树新品种选育中的应用。所述SSR分子标记包括2对SSR引物。该分子标记的特点包括：1)用上述二对引物能准确识别从自然群体中收集的山杨种质材料的性别；2)引物的扩增片段均位于山杨雄性特异的Y染色体上；3)利用二对引物对山杨DNA进行PCR扩增，获得的产物利用琼脂糖胶电泳检测，在雄株中均得到清晰稳定的扩增产物电泳谱带，在雌株中均得不到任何扩增产物电泳谱带。在山杨育种和栽培管理过程中，通过性别鉴定，用于山杨不飞絮雄株的早期选择，也用于对苗木性别的监测与管理，从而避免造林使用雌性苗木，从而控制飞絮问题。

技术领域

本发明属于林木遗传育种领域，涉及一种用于山杨性别鉴定的SSR分子标记及其应用。

技术背景

杨树(Populus spp.)是世界上分布最广、栽培面积最大的速生用材树种之一，对经济发展、环境建设发挥着重要的作用。我国杨树人工林面积约9000万亩，居世界首位，另外我国还有3750万亩的杨树天然林。山杨(Populus davidiana Dode.)是杨属(Populus)白杨派树种，白杨派是杨属中分布最广泛的派别，其中山杨分布最广。山杨是生长迅速的高大乔木，是重要的速生用材造林树种之一，在全球广泛引种栽培。山杨成具有卓越的抗逆性如：抗旱、抗寒、抗病虫等的优点，是白杨派的重要山地造林树种。其材质优良、木材色白、质轻而软、结构均匀、纹理通顺,是优质的造林树种。但由于杨树飞絮带来严重环境问题，引发越来越广泛的社会关注。据测算，一棵成年杨树雌株每年产生超过1公斤的杨絮。

杨絮在每年春季漫天飞舞，已经成为当前制约杨树产业发展重要因素。杨树飞絮会造成严重的环境污染，并带来火灾隐患等一系列问题。杨树是雌雄异株植物，杨絮是雌株在性成熟后开花产生的，它是附着在种子表面的一种絮状纤维，由子房底部胎座表层细胞凸起发育形成。雄株花序只有花药，没有子房，则不会产生种子和杨絮。目前生产上主要采用选育和种植杨树雄株来解决这一问题。因此，开发可靠的方法技术，用于山杨性别早期鉴定有重要应用价值。

山杨雌雄性别的差异主要体现在花器官结构上，其中雌株的花器官是由雌蕊组成的柔荑花序，每朵小花包括柱头和子房；雄株的花器官是由雄蕊组成的柔荑花序，每朵小花包括多个花药簇生在花托上构成。其它器官包括根、茎、叶、树皮均不能体现雌雄之间的差别。但是，山杨的童期较长，一般为6-7年才达到开花年龄。所以在品种的选育过程中，由于不能在苗期进行性别鉴定，往往需要等到植株开花后才能选育不产生杨絮的雄株，因此，开发出用于苗期性别鉴定的技术手段，可以大大缩短育种周期，提高选育效率。另外，在山杨造林与推广过程中，由于缺乏在在苗期进行性别鉴定的技术方法，无法对山杨苗木的性别进行有效管理，一旦雌株混入，达到性成熟龄后就会带来飞絮污染。因此，开发用于山杨早期性别鉴定的分子标记，对山杨营林过程中苗木的性别监测与管理也有重要应用价值。

发明内容

针对山杨性别早期鉴定，本发明提供一种用于鉴定山杨性别的通用SSR分子标记，及该组分子标记在山杨性别早期鉴定和性别标记辅助选择育种中的应用。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

1、山杨性别决定区域中，Y染色体特异片段的鉴定：

通过本实验室克隆验证的美洲黑杨性别决定基因FERR-R与本实验室组装的山杨雄株基因组进行基因序列的比对，选择在与FERR-R比对序列相似度最近的同源基因所在的染色体片段为山杨雄株Y特异染色体片段。

2、用于山杨性别鉴定的SSR分子标记设计开发，以鉴定的山杨雄株Y特异染色体片段序列为模板，使用BatchPrimer3进行SSR引物的开发，最终获得了NJFU1883和NJFU1889二对通用分子标记。二对分子标记引物的核苷酸序列分别为：