[发明专利]棕色棉纤维色泽主效QTL连锁的 SSR分子标记及用途

说明书

技术领域

本发明属于植物分子遗传学和彩色棉种质创新技术领域，涉及棕色棉纤维色泽的主效QTL连锁的SSR分子标记及其用途。

背景技术

棉花是世界上最重要的经济作物之一，也是纺织工业的主要原料。目前，棉花种植分布到世界上80多个国家，解决近8亿人的温暖问题。天然彩色棉是在棉纤维发育过程中天然形成色素，目前主要有棕色和绿色。天然彩色棉纤维因其独特的自然色彩，在加工过程中无需染色，因此减少了对环境的污染；其加工成的内衣，手感柔软，穿着舒适，不含残留化学毒素，不会对人体健康产生危害。天然彩色棉纤维诸多优点，引起国内外棉花育种专家和纺织、服装工业界的广泛关注，业已成为当今世界各国重点开发的生态棉。

新疆自上世纪九十年代从国外引入彩棉品种，目前已成为世界最大的彩棉生产基地和原料输出地。但是，目前彩色棉的纤维品质和白色棉有一定差异，这已成为制约彩色棉新色彩创新及纤维品质提高的重要制约因素。深入研究彩色棉色素的形成机制一直是科学家研究的热点，而通过克隆彩棉色素的基因是解决上述问题的根本所在。

自上个世纪以来，国内外已经对彩棉色泽的遗传特性开展了广泛的研究。1906年，Balls的研究表明有色纤维对白色纤维为显性。1926年和1928年冯肇传、冯泽芳、孙逢吉对亚洲棉有色纤维遗传研究认为，棕色是显性，白色是隐性，是一对简单性状遗传^[5,6]。1933年Ramanatha等人在研究亚洲棉的纤维颜色时，通过种间杂交F₁、F₂后代的观察中，推论其纤维颜色为三因子所决定，X为颜色基本基因，只有另外两基因K₁或K₂同时存在时才产生棕色。1935年Harland用白色纤维的海岛棉和棕色埃及棉杂交，F₂分离出棕色和白色，理论比例符合3:1的比例，但纤维的颜色有一定的变化，认为棕色纤维受1对主基因控制，另伴随一些修饰因子。西蒙古良利用墨西哥半野生种棕色陆地棉与白色陆地棉品种杂交，F₁纤维颜色呈中间类型，F₂分离出棕色和白色的理论比例符合9:7，表明受2对互补基因控制。Kohel对所收集到的棕色棉材料进行经典的遗传学研究，共分离得到6个色素基因（Lc₁～Lc₆），其中Lc₁和Lc₂均能控制纤维棕色，Lc₃支配深棕色，Lc₄、Lc₅和Lc₆决定着棕色纤维和短绒基因。并利用遗传学性状标记，将Lc₁定位到第7染色体，Lc₂定位到第6染色体。综上所述，用于选用的材料不同以及材料所种植的环境差异，导致研究者对棕色棉色泽的遗传分析的结果也不尽相同。

前人研究利用不同来源的优质棉种质材料，筛选到多个优质纤维基因或者在不同遗传背景中共同表达的QTLs，为研究优质棉基因的来源以及聚合多个非等位的优质棉基因用于品质改良提供了理论依。这些QTL包括纤维品质性状（纤维强度、麦克隆值、纤维伸长率、纤维长度）、产量性状（皮棉产量及产量构成）以及抗性形态和生理早熟性等。通过白色棉与棕色棉杂交，虽然有部分群体符合孟德尔分离比例，但F₂代中色泽分布呈连续性，而且容易受到环境的影响，表明彩棉色泽的遗传同时受到质量性状和数量性状的控制，只有将精细定位同QTL定位相结合才能完善对彩棉色泽基因的定位，进一步了解彩棉色泽的遗传机制。

近年来随着现代分子生物学及统计分析方法的快速发展育种工作者已定位了许多作物的重要性状QTL同时，基于QTL定位的标记辅助选择分子标记辅助育种已成为当前作物分子育种研究的热点。本研究选用中棉所41和彩色棉1号杂交的F₂群体作为研究对象，共得到9个QTL连锁群，有效连锁群和QTL位点在第六个连锁群上。我们在此群体共得到2个QTL位点，分别命名为qFC15-1和qFC15-2。通过已知的染色体进行锚定，该连锁群即此两个QTL位点在第15号染色体上。可通过彩色棉花分子标记辅助育种得到棉花纤维色泽分子标记,并结合传统选育技术最终实现彩色棉花纤维色泽和农艺性状良好结合，保证颜色的同时提高纤维的质量和产量。

发明内容