一种辅助选育玉米自交系的方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种辅助选育玉米自交系的方法及其应用。该辅助选育玉米自交系的方法，包括以下步骤：（１）筛选对选育基础材料Ｓ↓［０］代群体具有多态性的ＳＳＲ引物至少２０个；每对同源染色体上至少２个ＳＳＲ引物，位于一对同源染色体上的每两个ＳＳＲ引物位点之间的遗传距离至少５０ｃＭ；（２）利用步骤（１）中的至少６个ＳＳＲ引物，筛选Ｓ↓［１］群体中在所述至少６个ＳＳＲ引物位点纯合的单株；所述至少６个ＳＳＲ引物位于至少６对同源染色体上；（３）利用步骤（１）中除去步骤（２）中所用的ＳＳＲ引物之外的至少１４个ＳＳＲ引物，筛选Ｓ↓［２］世代群体，得到的在所述至少１４个ＳＳＲ引物位点纯合的Ｓ↓［２］代单株，即为候选玉米自交系。可将该候选自交系结合Ｓ↓［２］世代群体的农艺性状和／或配合力和／或产量选育玉米自交系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种辅助选育玉米自交系的方法及其应用。
技术介绍
玉米(Zea mays)是当今世界栽培面积最为广泛的农作物之一，玉米具有产量高、增产潜力大、适应性强、营养丰富等特点。除直接用作饲料和粮食以外，玉米还是医药、食品、造纸、化工、酿造等许多行业必不可少的原料，在国民经济中发挥重要作用。玉米作为天然异花授粉作物，其遗传基础的杂合性，以及由此产生的使用自交系间F1代的杂种优势利用的育种程序，形成了玉米育种的特殊性。 玉米自交系是从玉米品种群体或者各类杂交种经过连续多代自交和选择分离出的基因型纯合、性状整齐一致的自交后代。自交系不是直接用于生产，而是利用其作为亲本配制强优势杂交种在生产上使用。因此玉米自交系选育是玉米育种的重要基础工作。 现有玉米自交系选育方法，通常采用传统的育种程序育种者依据工作经验，在育种材料表型性状观察的基础上进行选择。用以选育自交系的基础材料在自交过程中，随着基因的分离与重组，表现型会出现大量的分离，在自然鉴定或人工选择的压力下，有利基因就会随着选择逐渐被积累，一般经过6～8个世代选择，后代植株的外观性状表现就基本一致，结合配合力测定结果，选择综合性状优良的穗行自交留种，完成自交系的选育。 传统玉米自交系选育是依据工作经验，在育种材料表型性状观察的基础上进行选择。这种表型性状除少部分属于单基因决定的质量性状之外，大多数性状通常为复杂的多基因相互作用且受环境影响所致。这就局限了性状的选择。并且传统方法对基础材料的选择至少需要6～8个自交世代，因而育种周期比较冗长，需要耗费较多的人力、财力等资源。且受育种者主观因素与客观环境的影响较大。 SSR分子标记以其独特的优点，可以在植物不同的发育阶段、不同的环境条件下、不同的组织中都进行检测，使得对基因型的早期选择成为可能。所建立的遗传标记不仅数量大，而且在后代中表现为显性或共显性遗传。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种辅助选育玉米自交系的方法。 本专利技术所提供的辅助选育玉米自交系的方法，包括以下步骤 (1)筛选对玉米自交系选育基础材料S0代群体具有多态性的SSR引物至少20个；所述SSR引物序列来自网站www.maizegdb.org. 所述对玉米自交系选育基础材料S0代群体具有多态性的SSR引物满足以下条件每对同源染色体(每个连锁群)上至少2个SSR引物，位于一对同源染色体(位于一个连锁群)上的每两个SSR引物位点之间的遗传距离至少50cM； (2)利用步骤(1)筛选到的对玉米自交系选育基础材料S0代群体具有多态性的的SSR引物中至少6个SSR引物，筛选S1世代群体中在所述至少6个SSR引物位点纯合的单株并获得其自交果穗；每个自交果穗种为单行；所述至少6个SSR引物位于至少6对同源染色体(6个连锁群)上； (3)利用步骤(1)筛选到的对玉米自交系选育基础材料S0代群体具有多态性的SSR引物中除去步骤(2)中所用的SSR引物之外的至少14个SSR引物，筛选S2世代群体，得到的在所述至少14个SSR引物位点纯合的S2世代群体单株，即为候选玉米自交系。 其中，S0表示玉米自交系选育基础材料的种子及由它长成的植株，种子用于繁殖后代，植株用于提取DNA进行分析；S1表示由S0植株自交产生的种子及由它长成的植株；S2表示由S1自交产生的种子及由它长成的植株。 所述玉米基础材料可为单交种、品种间杂交种、品种与自交系间杂交种或综合杂交种。优选为单交种。 当所述玉米自交系选育基础材料为单交种，所述单交种的父本和母本已知时，可按照如下方法筛选对玉米自交系选育基础材料S0代群体具有多态性的SSR引物分别以父本和母本的基因组DNA为模板，利用SSR引物进行PCR扩增，检测PCR产物的多态性，在父本和母本之间有多态性的PCR产物对应的SSR引物即为对玉米自交系选育基础材料S0代群体具有多态性的SSR引物。在该种情况下，所述SSR引物位点纯合的单株为S1世代群体或S2世代群体中与单交种的父本或母本的该SSR引物扩增产物带型一致的单株。 当所述玉米自交系选育基础材料为单交种，所述单交种的父本和母本未知时，可按照如下方法筛选对玉米自交系选育基础材料S0代群体具有多态性的SSR引物分别以S1世代群体单株的基因组DNA为模板，利用SSR引物进行PCR扩增，检测PCR产物的多态性，在S1世代群体中能产生三种带型，记作带型I、带型II、带型III，且产生带型I、带型II、带型III的单株数目符合1∶2∶1的比例的SSR引物即为对玉米自交系选育基础材料S0代群体具有多态性的SSR引物。在该种情况下，所述SSR引物位点纯合的单株为S1世代群体或S2世代群体中与所述S1世代群体中的该SSR引物的带型I或带型III一致的单株。 所述玉米自交系选育基础材料为沈单16时，步骤(1)中筛选到的对玉米自交系选育基础材料S0代群体具有多态性的SSR引物为umc1228、umc2008、bnlg1523、bnlg1741、bnlg1306、umc1887、umc1366、phi0115、umc1505、umc1196、bnlg149、bnlg2042、phi053、bnlg1023、umc2036、bnlg1759、phi045、umc1562、phi022和bnlg1655；所述步骤(2)中所用的SSR引物为umc1228、umc2008、bnlg1523、bnlg1741、bnlg1306和umc1887，步骤(3)中所用的SSR引物为umc1366、phi0115、umc1505、umc1196、bnlg149、bnlg2042、phi053、bnlg1023、umc2036、bnlg1759、phi045、umc1562、phi022和bnlg165。 为了兼顾工作量和筛选效率，所述S0代群体由20个单株组成；所述S1代群体由4100个单株组成；所述S2代群体由167个单株组成。 本专利技术的另一个目的是提供一种选育玉米自交系的方法。 本专利技术所提供的选育玉米自交系的方法，是将上述方法获得的候选玉米自交系结合S2世代群体的农艺性状(如株高、穗位、叶片数、抗性等)和/或配合力和/或产量选育自交系。 本专利技术利用SSR分子标记技术具有的共显性特点，从DNA分子水平上检测选择材料的位点纯合度，筛选自交系育种基础材料的分离世代，在自交系选育早代发现基因位点纯合的材料，较传统玉米育种中育种者依靠育种经验在表型性状水平上推测育种材料的基因型纯合情况更为科学、直观。同时结合农艺性状(如株高、穗位、叶片数、抗性等)和/或配合力和/或产量鉴定，选择基因型纯合，表现型一致，配合力较高的自交系。实现了基因型和表现型双重选择，大大提高了纯合体的选择效率，有效缩短自交系的选育周期，加快育种进展。 本专利技术利用SSR分子标记，实现了高效、快捷的玉米自交系选育新体系的建立。SSR分子标记辅助选育玉米自交系的方法提高了分离世代纯合个体的选择效率，缩短了育种周期。SSR分子标记技术操作简单，重复性好，试验成本低等特点。并且SSR标记引物丰富，目前公布于maizegdb.org网站上有2000多对，并且正在不断增加、更新中。本专利技术的方法操作简单，可以显著缩短自交系选育时间，育种成本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辅助选育玉米自交系的方法，包括以下步骤：（１）筛选对玉米自交系选育基础材料Ｓ↓［０］代群体具有多态性的ＳＳＲ引物至少２０个；所述ＳＳＲ引物序列来自网站ｗｗｗ．ｍａｉｚｅｇｄｂ．ｏｒｇ；所述对玉米自交系选育基础材料Ｓ↓［０］代群体具有多态性的ＳＳＲ引物满足以下条件：每对同源染色体上至少２个ＳＳＲ引物，位于一对同源染色体上的每两个ＳＳＲ引物位点之间的遗传距离至少５０ｃＭ；（２）利用步骤（１）筛选到的对玉米自交系选育基础材料Ｓ↓［０］代群体具有多态性的的ＳＳＲ引物中至少６个ＳＳＲ引物，筛选Ｓ↓［１］世代群体中在所述至少６个ＳＳＲ引物位点纯合的单株并获得其自交果穗；所述至少６个ＳＳＲ引物位于至少６对同源染色体上；（３）利用步骤（１）筛选到的对玉米自交系选育基础材料Ｓ↓［０］代群体具有多态性的ＳＳＲ引物中除去步骤（２）中所用的ＳＳＲ引物之外的至少１４个ＳＳＲ引物，筛选Ｓ↓［２］世代群体，得到的在所述至少１４个ＳＳＲ引物位点纯合的Ｓ↓［２］世代群体单株，即为候选玉米自交系。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王建华，王国英，孙振耀，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]