[發明專利]一種含有QTL有利等位基因的小麥分子育種元件創制方法

在審

• 申請號: 201410383521.X
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104152554A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 田紀春;劉賓
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: C12Q1/68
• 分類號: C12Q1/68
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于植物分子育種和品種設計技術領域，尤其涉及一種含有QTL有利等位基因的小麥分子育種元件創制方法。

背景技術

1886年前后孟德爾開始的豌豆雜交是現代作物常規育種的標志性事件，自此至今的130多年里，育種家通過作物種質或近緣種間有性雜交，培育了數目眾多的作物新品種，為滿足快速增長人口提供了糧食安全，對經濟迅速發展、社會進步做出了巨大貢獻。但常規育種主要采用表型選擇方法，在很大程度上依賴于經驗和機遇，由此導致的選擇盲目性和不可預見性是作物育種效率低，單產徘徊不前的主要原因。1986年第一張作物(番茄)分子遺傳圖譜的問世，開始了分子育種的新時代。特別是近十年來，隨著作物基因組學和功能基因組學方面的重大理論和技術突破，以轉基因育種和分子標記輔助育種為主要內容的分子育種方法已取得了重要進展(Ribaut,J.M.and?Hoisington,D.A.，1998)。在此基礎上，2003年比利時科學家peleman和van?der?voort又提出了以多基因聚合為主要內容的分子設計育種技術體系(breedin?by?dozyre)。其主要內容包括三部分：定位相關農藝性狀的QTL，評價這些位點的等位性變異，開展分子設計育種(萬建民，2006)。

盡管近十年“分子育種”和“分子設計育種”方面的文章越來越多，新技術、新方法層出不盡。但育種元件的概念、標準和怎樣利用分子育種元件開展品種設計包括peleman在內的前人并沒有清楚表述，目前的“分子育種”和“分子設計育種”也未真正用于小麥育種實踐，究其原因主要是小麥基因組特別巨大(1.8×10¹⁰bp)，重復序列多及大多數重要性狀為多基因控制的數量性狀，僅用某性狀的1-2分子標記隨機輔助選擇的效果并不理想，特別是在不確定遺傳背景的遺傳群體內并不能對性狀進行有效的鑒別。解決辦法，一是對某性狀的選擇應使用盡量多的該性狀的分子標記；二是使用已知含有某性狀基因/QTL及其標記的親本(即分子育種元件)，配制分子標記輔助選擇育種群體，在遺傳背景清晰的的選擇群體內選育有利等位基因聚合的突破性小麥新品種。針對解決分子標記在育種實踐中的穩定性、有效性問題，我們在主持完成973課題“高產小麥的分子改良及超高產小麥育種元件創制”(編號2009CB118301)過程中，首先提出了“分子育種元件的概念”，即“已知含有目標性狀基因/QTL及其標記的用于配制雜交組合的親本，即在組配分子育種選擇群體中可直接應用的親本材料”，分子育種元件與常規育種中雜交組合配制的親本材料有本質區別，分子育種元件必須滿足三個標準：(1)含有功能清晰的目標性狀QTL/基因；(2)目標性狀QTL/基因都有穩定有效的分子標記，在系譜選育中通過分子標記可跟蹤這些基因。(3)對產量或其它性狀的改良有實際作用。按照小麥分子育種原件的概念和三條標準，我們借助十幾年開展QTL分析的結果，借助生物信息學技術創造了18個各種主要性狀的分子育種元件，本發明旨在提供含有QTL有利等位基因的小麥分子育種元件創制方法。

發明內容

本發明實施的目的在于提供一種含有QTL有利等位基因的小麥分子育種元件創制方法，旨在根據分子分子遺傳圖譜和QTL定位結果，創制在分子標記輔助育種和品種設計中能有效應用的分子育種元件。

本發明實施例是這樣實現的，一種含有QTL(數量性狀基因位點)有利等位基因小麥分子育種元件的方法，該含有QTL有利等位基因小麥分子育種元件的創制方法包括以下步驟：

步驟一，根據分子分子遺傳圖譜和QTL定位結果，確定每個QTL上有利等位基因的來源；

步驟二，確定聚合了QTL有利等位基因的分子育種元件的基因型；

步驟三，獲得聚合QTL有利等位基因的分子育種元件；

步驟四，獲得用于育種元件跟蹤的分子標記。

進一步，步驟一中的確定每個QTL上有利等位基因的來源具體包括：

確定每個QTL上有利等位基因的來源是把作圖結果應用于分子育種元件創制的前提，QTL作圖中常用1、2和0記載群體所有個體的QTL的基因型，1表示同親本P1的標記型、2表示同親本P2的標記型、0表示雜合型的標記性，DH群體無雜合型。每個QTL的加性效應(A^a)的正負號都是針對P1的，當某個QTL的加性效應為正值時，說明該QTL的加性效應來自于P1，即P1對性狀起正向作用；當某個QTL的加性效應為負時，說明該QTL的加性效應來自于P2，即P2對性狀起正向作用，而P1的效應為負方向。