[发明专利]利用QTL和分子标记预测纤维长度的方法

说明书

本发明的背景

1.本发明的领域

本发明属于树木培育和分子生物学领域，并涉及木浆和纸张性能的评判方法。本发明可提高从人工培育和天然生长的树木中基于纤维长度挑选良种树的效率。

2.现有技术描述

树木的许多重要商业特性，比如木质密度、体积生长率和纤维性能，无论是天然的还是培育的已知都显示出连续性的差异水平[J.E.Eckenwalder，“Systematics and Evolution of Populus”in Biologyof Populus(Stettler，R.F.Bradshaw，H.D.Heilman，P.E.&Hinckley，T.M.Ed.)NRC Research Council Press，Ottawa ON，pp.7-32(1996)]。在数量性状选择上取得进步的最大障碍是不同环境下的表型性状缺乏重复性。因此，识别出基因型最为适宜的个体是树木培育上一个最困难且具挑战性的问题之一。数量性状千差万别的根源在于，这些性状不是由一个而是由多个基因组份协同控制的。尽管很复杂，但是基因标记研究工作中所取得的成果是可以识别出在控制连续可变的性能中起一定作用的基因区域的。这些区被称为数量性状基因座或QTL[E.S.Lander & D.Botstein，Genetics121，185-199(1989)]。基因标记是任何数量遗传表型，它可用来监控按基因关系连锁在标记上的等位基因的离散情况。有可能识别和监控紧密连锁在QTL上的基因标记。为了将QTL识别或绘制成特定的染色体位置，首先必须证明的是目标数量性状与基因标记之间有很强的关联性。

按此方式已绘制出许多性状包括体积生长率、木质密度和盛芽期的QTL。虽然如此，还没有绘制过与木浆和造纸工业直接有关的性能的QTL。

长久以来，针对树木中的强势木材和纤维性能所作的培育和挑选工作已经复杂得不能再复杂了。树木的传统改良方法碰到许多问题。首先，各代之间的间隔太长-即使是速生品种(比如杨树)也需要生长4-8年才行。再者，在只基于一或两个物理特性时，由于杂交时涉及大量的基因物质以及发生基因互混时所造成的复杂性，选择树木的能力就很受限制。

同样在天然森林中，不进行深入的表征性研究就很难识别出工业用良种树。本发明有助于界定哪些是需要测试的并加快良种树组的选择进度。

本发明的简要说明

本发明的一个目的是提供方法，用以界定哪些是需要测试的并加快良种树组的选择进度。

本发明提供了一种识别出树族系中与主导强势纤维长度性能的基因座关联的基因标记的方法，包含这些步骤：

a)得到一个显现强势纤维长度性能的成年母树；

b)经由自花或异花传粉而得到所述母树的多个子代树；

c)评判多个子代树其多个基因标记中的每一个；

d)识别按近似孟德尔(Mendelian)比离散且与至少一部分所述其它的多个基因标记存在连锁关系的基因标记；

e)测定多个子代树中的纤维长度；并且

f)将是否存在强势纤维长度性能与步骤d)中所识别的至少一个按近似孟德尔比离散且显示与至少一部分所述其它标记存在连锁关系的标记进行关联，强势纤维长度性能的存在与否与标记之间关联的现象表明所述的标记与主导强势纤维长度的基因座是有关系的；其中所述的树族系包含一个母树及其子代。

本发明一个实施方案提供了一种大量制造具强势纤维长度性能的克隆树的方法，包含这些步骤：

a)得到一个显现强势纤维长度性能的成年母树；

b)经由自花或异花传粉而得到所述母树的多个子代树；

c)评判多个子代树其多个基因标记中的每一个；

d)识别按近似孟德尔比离散且与至少一部分所述其它的多个基因标记存在连锁关系的基因标记；

e)测定多个子代树中的纤维长度；

f)将是否存在强势纤维长度与步骤d)中所识别的至少一个按近似孟德尔比离散且显示与至少一部分所述其它标记存在连锁关系的标记进行关联；

g)选择含有步骤f)中识别的、与主导强势纤维长度的基因座关联的标记的子代树；并且

h)无性繁殖步骤g)所选的所述子代树，以制造多个克隆树，几乎所有的克隆树都显现出强势的纤维长度。

本发明的一个实施方案提供了一种制造树族系的方法，其中至少有约一半显现出强势的纤维长度性能，包含这些步骤：

a)得到一个显现强势纤维长度性能的成年母树；

b)经由自花或异花传粉而得到所述母树的多个子代树；