[發(fā)明專利]一種基于核心系譜品種的高密度分子標(biāo)記輔助聚合育種方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810217666.0
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN108371105B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王重榮;周少川;周德貴;李宏;黃道強(qiáng);賴穗春;王志東;陳宜波;吳玉坤
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所
• 主分類號(hào): A01H6/46
• 分類號(hào): A01H6/46;A01H1/04;A01H1/02;C12Q1/6895
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 崔紅麗;裘暉

本發(fā)明公開一種基于核心系譜品種的高密度分子標(biāo)記輔助聚合育種方法。本發(fā)明利用高密度分子標(biāo)記的分型結(jié)果，結(jié)合核心系譜品種重要性狀(如抗逆、品質(zhì)、產(chǎn)量等)相關(guān)的標(biāo)記和基因組區(qū)段信息，構(gòu)建核心系譜品種為主體，引入其他品種優(yōu)良基因和性狀的雜交育種策略，通過整合現(xiàn)有的優(yōu)質(zhì)品種資源，實(shí)現(xiàn)快速定向育種。本發(fā)明的方法極大減少了選種的盲目性和隨機(jī)性，提高育種效率、降低育種成本；以全基因組高密度SNP標(biāo)記進(jìn)行輔助選擇，提高了選擇效率；同時(shí)，獲得的衍生品種表型信息和遺傳信息，也方便了后續(xù)的聚合育種。在聚合育種過程中，隨著更多優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源的引入，不斷優(yōu)化和改進(jìn)最優(yōu)片段組合模型，加速培育聚合更多優(yōu)勢基因和片段的品種。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水稻育種技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于核心系譜品種的高密度分子標(biāo)記輔助聚合育種方法。

背景技術(shù)

(1)單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)，主要是指在基因組水平上由單個(gè)核苷酸變異所引起的DNA序列多態(tài)性。它是生物可遺傳的變異中最常見的一種，占所有已知多態(tài)性的90％以上。SNP數(shù)量多，分布廣泛，適于快速、規(guī)模化篩查，易于基因分型，在分子育種領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本發(fā)明所采用的高密度分子標(biāo)記，如無特殊說明，通常情況下指SNP，應(yīng)當(dāng)理解，采用其他分子標(biāo)記同樣適用于本發(fā)明的方法。

(2)第二代DNA測序技術(shù)(NGS)是一種高通量低成本的測序技術(shù)。利用NGS技術(shù)，對已知基因組序列的物種，進(jìn)行不同個(gè)體的全基因組重測序，通過生物信息學(xué)分析，與參考基因組進(jìn)行序列比對，變異檢測，得到群體SNP信息。同樣，我們可以采用SNP芯片獲得SNP信息。SNP生物芯片檢測通量很大，一次可以檢測幾十萬到幾百萬個(gè)SNP位點(diǎn)，檢測準(zhǔn)確性很高(可以達(dá)到99.9％以上)，檢測費(fèi)用低廉。

(3)PCR-LDR SNP分型技術(shù)是PCR技術(shù)和LDR(Ligase Detection Reaction,連接酶檢測反應(yīng))相結(jié)合的檢測技術(shù)。LDR是利用高溫連接酶實(shí)現(xiàn)對基因多態(tài)性位點(diǎn)的識(shí)別。高溫連接酶一旦檢測到DNA與互補(bǔ)的兩條寡聚核苷酸接頭對應(yīng)處存在著基因點(diǎn)突變類型的堿基錯(cuò)配，則連接反應(yīng)就不能進(jìn)行，反之則可以進(jìn)行連接反應(yīng)。該技術(shù)可進(jìn)行多重反應(yīng)，經(jīng)濟(jì)、高效。適合中低SNP分型規(guī)模，30個(gè)SNP位點(diǎn)以內(nèi)，樣本量千個(gè)以內(nèi)的基因型分型試驗(yàn)。

(4)在現(xiàn)代育種過程中，通過核心系譜品種與歷史雜交品種間的群體SNP分型信息，構(gòu)建重組斷點(diǎn)圖譜(bin map)，在全基因組范圍劃分窗口(bin)，以窗口為單位進(jìn)行重新分型，從而了解核心系譜品種在歷史育種過程中的動(dòng)態(tài)重組事件，同時(shí)闡明育種過程中核心系譜品種被人工強(qiáng)烈選擇的基因組區(qū)段(通常與優(yōu)良性狀相關(guān))。通過傳統(tǒng)的QTL作圖分析，結(jié)合窗口內(nèi)的基因信息，進(jìn)而確定基因組區(qū)段與性狀(如抗逆、品質(zhì)等)之間的強(qiáng)相關(guān)關(guān)系。對于核心系譜品種，獲得與各種性狀強(qiáng)相關(guān)的基因組區(qū)段信息，在后續(xù)的育種設(shè)計(jì)中具有重要的指導(dǎo)意義。【相關(guān)文獻(xiàn)：Pedigree-based analysis of derivation of genomesegments of an elite rice reveals key regions during its breeding.PlantBiotechnology Journal,2016,14(2):638-648】

(5)雜交育種是將兩個(gè)或多個(gè)品種的優(yōu)良性狀通過交配集中在一起，再經(jīng)過選擇和培育，獲得新品種的方法。傳統(tǒng)的雜交育種方法需要廣撒網(wǎng)，存在成本高，投入大，周期長的問題。雜交育種通過優(yōu)良性狀進(jìn)行后代的篩選，然而對于數(shù)量性狀，很容易出現(xiàn)誤選的情況，這就會(huì)充滿隨機(jī)性和運(yùn)氣成分，產(chǎn)生大量的無效重復(fù)工作。因此，基于遺傳信息(序列、基因、標(biāo)記等)的設(shè)計(jì)育種是未來育種領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。