[发明专利]利用IDP分子标记辅助选育玉米自交系的方法

说明书

技术领域

本发明属于作物育种技术领域，涉及一种玉米自交系的选育方法，特别是涉及一种利用分子标记手段辅助选育玉米自交系的方法。

背景技术

玉米（Zea mays）是现代食品、饲料、医药及化工的重要原料作物。近年来玉米生产发展较快，成为世界第三大作物，播种面积和总产量仅次于水稻和小麦。随着人口增加、畜牧业以及农产品加工业不断发展，对玉米的需求还将持续增长。我国是世界玉米第二大生产国，玉米在我国农业生产、国民经济中占有十分重要的地位。

现有玉米自交系选育方法通常是由玉米品种群体或者各类杂交种被连续多代自交和选择而分离出有利基因位点纯合或基本纯合、性状整齐一致的自交后代。上述群体可以是F₂代群体、回交群体，也可以是包含两个或两个以上后代的群体。常规玉米自交系选育主要存在两个问题：第一，玉米自交系选育主要是依据选育者工作经验，在育种材料表型性状观察的基础上进行选择，这种选择对单基因控制性状有利，对多基因控制的数量性状不利，而大部分性状是由多基因控制的，基因之间存在互作而且极易受环境影响。第二，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。

在作物育种中，最有效的选择方法是直接依据植株的基因型进行选择。分子标记辅助选择（MAS）可在早代对目标基因进行准确、稳定的选择，从而加速育种进程，提高育种效率。近年来，MAS报道不断增多，而且已在水稻、小麦、玉米等主要作物的育种实践中应用并取得了较大的研究进展，主要包括基因转移、基因聚合和数量性状MAS。Tanksley等通过计算机模拟分析得出结论：采用MAS只需3代即可使杂交种恢复到接近轮回亲本的基因型。Moreau等、Berloo等、Hospital等和吴为人等分别发表多篇研究论文，阐述了MAS的方法和影响因素，这为MAS的实施提供了理论依据。各国学者已经构建水稻、小麦、玉米、棉花、大豆等作物群体并且开发了数量巨大的分子标记，其中不乏与农艺性状相关的分子标记，这为MAS的应用奠定了基础。国际水稻研究所利用4个含有不同水稻白叶枯病抗性基因（xa4、xa5、xa3、xa21）近等基因系进行抗逆基因的聚合，所产生的抗性基因累积的品系比含有单个抗性基因的品系具有更高的抗性水平和对病原菌更广的抗谱。陈升等以IRBB21为供体材料，利用4个与xa21紧密连锁的分子标记对‘明恢63’进行分子标记辅助改良，获得了抗白叶枯病材料‘明恢63’。美国学者将玉米与产量相关的一些数量性状基因座位转移到了B73和Mo17等自交系中，由这些自交系组配的杂交种产量比对照产量提高15%以上。张世煌等利用与opaque-2基因紧密连锁的分子标记进行了优质蛋白玉米的分子标记辅助选择，建立了一套经济实用的优质蛋白玉米分子标记辅助育种体系。大量的理论研究和实践证明，MAS是实现作物快速高效育种的手段。一般来说，MAS对由多基因控制性状的选择效果比对单基因控制性状选择效果明显，它具有以下优点：不受季节、环境因素变化影响，不受基因表达与否限制；多态性高，存在丰富的等位变异；数量丰富，多态性遍及整个基因组，表现为“中性”，不影响目标性状的表达，与不良性状无必然连锁；许多分子标记表现共显性，能鉴别纯合杂合基因型，提供完整的信息，结果可靠。

IDP（insertion-deletion length polymorphism）分子标记所建立的遗传标记数量大，可以在植物不同发育阶段、不同环境条件、不同组织中进行检测。IDP分子标记技术具有共显性，可以从DNA分子水平上观察选择材料的位点纯合度，可以在自交系选育早代发现基因位点纯度较高的材料。IDP分子标记不涉及杂交、酶切，在检测上使用琼脂糖凝胶检测，与目前常用的SSR聚丙烯酰胺凝胶电泳检测相比更加方便快捷，而且琼脂糖胶可以重复使用，比聚丙烯酰胺凝胶电泳检测更加经济节省。

现有技术表明，目前玉米自交系选育尚没有利用IDP标记技术进行分离后代位点纯合体筛选辅助玉米自交系选育的技术文献报道。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种利用IDP分子标记辅助选育玉米自交系的方法。

本发明所提供的利用IDP分子标记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IDP引物20对；所述IDP引物序列来自网站www.maizegdb.org.；