[發明專利]一組與陸地棉耐鹽QTL連鎖的分子標記及應用

有效

• 申請號: 202110653392.1
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113373254B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 華金平;郭安慧;蘇瑩;聶虎帥;李斌;馬玲玲;馬興
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895;C12N15/11
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 閆萍

本發明屬于棉花分子技術領域，涉及一種與陸地棉耐鹽QTL連鎖的分子標記及應用，具體是：利用陸地棉欣雜1號構建的重組自交系群體，通過在大田和室內鹽脅迫條件下，對陸地棉的萌發期及幼苗期的關鍵性狀?發芽率和田間出苗率進行鑒定。并利用GBS簡化基因組測序對群體進行SNP及InDel變異檢測及連鎖圖譜的構建。利用復合區間作圖法進行耐鹽QTL定位，并獲得與耐鹽QTL緊密連鎖的分子標記。在棉花耐鹽分子育種的進程中，利用上述分子標記進行輔助選擇，從而提高棉花耐鹽分子育種的效率。

技術領域

本發明屬于棉花分子技術領域，涉及一組與陸地棉耐鹽QTL連鎖的分子標記及應用。

背景技術

土壤鹽漬化影響全世界20％的耕地面積和一半的灌溉農田，已成為嚴重制約農業生產的全球性問題(Julkowska et al.2017)。氣候變化及不合理的灌溉措施造成我國鹽堿地面積不斷增大，給農業生產帶來了巨大的挑戰，因此，鹽堿地的開發利用及耐鹽品種的培育至關重要。

棉花是中等耐鹽的先鋒作物。不同基因型的棉花之間的耐鹽性差異較大。土壤鹽分通過抑制棉花的整個生命周期，包括：種子萌發、營養生長和生殖生長階段，造成纖維減產和品質下降(Ashraf and Ahmad 2000；Foolad 2004)。種子萌發期和苗期是植物生長發育的早期階段，對鹽脅迫非常敏感。在萌發期，高濃度的鹽脅迫會抑制種子的吸脹吸水、萌發和根的伸長，同時導致生長受阻、植物生物量積累減少(Kaymakanova 2019；Shahzad etal.2019)。

耐鹽性是由多個微效基因控制的復雜的遺傳和生理性狀(Flowers 2004)。棉花萌發與出苗是成苗的關鍵階段，關于棉花耐鹽QTL定位和耐鹽基因挖掘的研究主要集中在：種子萌發期和幼苗期。耐鹽性鑒定指標主要有：發芽率、出苗率、形態指標、生理指標以及綜合指標等，其中發芽勢和發芽率能直接反映萌發期種子的耐鹽性，在研究中采用較多。

近年來，隨著測序技術的不斷發展，棉花參考基因組序列陸續釋放，已有研究通過構建遺傳圖譜進行耐鹽QTL定位，檢測到了一些耐鹽QTL。Diouf等(2017)在8條染色體上檢測到與6個耐鹽性狀相關的QTL，6個耐鹽性狀分別為電導率(electric conductivity,EC)、鮮重(fresh weight,FW)、葉重(saturated leaves weight,GLW)、地上部分高度(germinallength,GL)、葉干重(dry leaves weight,DLW)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)，對8個檢測到多個性狀的QTL簇區段內的基因進行功能分析，發現5596個基因中，有176個與生物或非生物脅迫相關，主要是編碼NAC、WRKY、HAD、C2H2等轉錄因子的基因。吳巧娟等(2014)分別在大田和室內進行耐鹽鑒定，以出苗率和相對鹽害率作為表型值進行耐鹽QTL定位，最終在室內試驗中檢測到3個棉花耐鹽相關QTL(qST-7-2、qST-3-1、qST-5-1)，大田耐鹽中檢測到3個QTL(qST-19-1、qST-7-1、qST-15-1)。Oluoch等(2016)在棉花幼苗水培長出第三片真葉時，利用150mmol/L NaCl處理，進行了2周的耐鹽性評價。對地上部高度(shoot height,SH)、最長根長(longest root length,RL)、地上部鮮重(shoot fresh weight,SFW)、根鮮重(root fresh weight,RFW)、地上部干重(shoot dry weight,SDW)和根干重(root dryweight,RDW)7個性狀進行了與耐鹽相關的QTL定位。在8條染色體(9、11、15、16、21、23、24和26號染色體)上至少在兩個環境中檢測到11個共同QTL。其中，qRL-Chr16-1解釋兩個環境的表型變異分別為11.97％和18.44％的主效QTL。

棉花耐鹽性鑒定及耐鹽QTL定位主要是基于室內試驗結果，自然條件下的耐鹽QTL定位及相關的分子標記十分有限。結合SSR及SNP標記構建高密度連鎖圖譜，結合室內種子萌發期鹽脅迫試驗和田間幼苗期鹽脅迫試驗進行QTL定位及標記開發，對于棉花耐鹽育種具有重要意義。

發明內容