[发明专利]一种选育杨树纸浆材新品种的单体型-上位性位点聚合育种模块及其应用

说明书

本发明公开了一种改善杨树木材品质的单体型‑上位性位点聚合育种模块，所述聚合育种模块包括1个单体型分子标记和1个上位性分子标记，其中，所述单体型分子标记由标记1、标记2、标记3、标记4组合而成，均位于杨树ALG14基因内，所述上位性标记为SNP标记，位于杨树IRX15‑L基因上游第980位碱基处。本发明公开的改善杨树木材品质的单体型‑上位性位点聚合育种模块，可在杨树幼苗期实现优良品种的早期选育，显著促进杨树的育种进程。本发明还公开了用于检测上述标记的引物组、试剂盒及其应用、改善杨树木材品质的方法，能够在分子水平对杨树的4种木材重要品质性状做出精准评价，提高单位时间内育种群体的木材品质。

技术领域

本发明属于植物分子育种技术领域，具体涉及基于单体型-上位性位点形成的聚合育种模块及其应用，以及利用其筛选杨树优质纸浆材新品种的分子标记辅助育种方法。

背景技术

杨树生长迅速、轮伐期短、种间杂交与无性繁殖比较容易、便于遗传操作，在北半球被认为是最具前途的纤维质能源树种。特别是随着我国经济的迅猛发展，当前的林木产量及质量已远不能满足工业的需求，因此选育优良用材新种质是解决该问题的重要应对策略。

然而，传统的以表型性状标准或杂交常规育种选择方式进行的优良种质选育，存在着育种周期长、育种方法落后、良种选育稳定性差等缺点，严重限制了优质高产纸浆材新品种的精准筛选与高效利用。提高造纸原浆中的纤维素含量能够大幅度提高成品纸的质量，而降低微纤丝角和纤维宽度能够进一步提高木材纤维的品质，此外，造纸原浆中，过高的半纤维素含量会造成木质素抽提难度大幅度增加，所以工业中一般需要对原浆中的半纤维素进行预抽提，以减少抽提木质素时的工业能耗。因此，选择纤维素、半纤维素、纤维宽和微纤丝角等4个制浆造纸品质指标进行分子早期选育，能够为造纸原浆及成品纸的工业制造提供更加高值化的原材料，并能够减少造纸业中木质素、半纤维素抽提的能源损耗和造成的环境污染。

基因标记辅助选择育种，是指利用与目标性状基因紧密连锁的DNA分子标记对目标性状进行基因型选择的一种现代育种方法，具有操作稳定性强、不易受环境因素干扰等优点，可以极大地提高育种效率。而木材品质性状属于复杂多基因调控的数量性状，受到了多基因、多层次的协同调控作用，其遗传机制非常复杂，因此运用单一位点进行育种设计远远不够，现有技术中多采用单体型进行育种，与单标记相比，单体型作为具有紧密连锁关系的线性等位位点组合，不易受基因重组的影响，在分离重组中作为一个整体单元遗传，在关联作图中具有更大的应用潜力。但是，在杨树多性状选育中单体型内的多个连锁位点易造成目标性状连锁累赘效应，导致育种改良程序周期长、单体型的育种效力低等。

因此，有必要提供一种育种精度高、能够在杨树生长发育早期快速、准确地鉴定出纸浆材优异种质的分子标记，且其能够有效降低由于单体型中标记的连锁累赘造成的对目标性状的负效应。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：利用WGCNA(Weightedcorrelation network analysis，加权基因共表达网络分析)在杨树全生长时期木材组织转录组中筛选共表达基因网络，在确定稳定表达的网络内提取候选基因，并进行候选基因关联分析，能够获得显著影响杨树木材品质的稳定单体型；在确定了稳定单体型的基础上，通过利用单体型所在基因与另一基因的上位性效应，能够解决多性状选育中单体型内多个连锁位点造成的目标性状连锁累赘效应，优化缩短了育种改良程序。基于一个稳定的单体型和一个上位性位点联合构建的聚合育种模块进行分子辅助育种，能够在分子水平对杨树的4种木材重要品质性状做出精准评价，在杨树幼苗期精准高效地筛选高品质的树种，提高单位时间内育种群体的木材品质，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，提供一种改善杨树木材品质的单体型-上位性位点聚合育种模块，所述聚合育种模块包括1个单体型分子标记和1个上位性分子标记，

其中，所述单体型分子标记由标记1、标记2、标记3、标记4组合而成，均位于杨树ALG14基因内。