[发明专利]一种基于核心系谱品种的高密度分子标记辅助聚合育种方法

说明书

本发明公开一种基于核心系谱品种的高密度分子标记辅助聚合育种方法。本发明利用高密度分子标记的分型结果，结合核心系谱品种重要性状(如抗逆、品质、产量等)相关的标记和基因组区段信息，构建核心系谱品种为主体，引入其他品种优良基因和性状的杂交育种策略，通过整合现有的优质品种资源，实现快速定向育种。本发明的方法极大减少了选种的盲目性和随机性，提高育种效率、降低育种成本；以全基因组高密度SNP标记进行辅助选择，提高了选择效率；同时，获得的衍生品种表型信息和遗传信息，也方便了后续的聚合育种。在聚合育种过程中，随着更多优质种质资源的引入，不断优化和改进最优片段组合模型，加速培育聚合更多优势基因和片段的品种。

技术领域

本发明属于水稻育种技术领域，尤其涉及一种基于核心系谱品种的高密度分子标记辅助聚合育种方法。

背景技术

(1)单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)，主要是指在基因组水平上由单个核苷酸变异所引起的DNA序列多态性。它是生物可遗传的变异中最常见的一种，占所有已知多态性的90％以上。SNP数量多，分布广泛，适于快速、规模化筛查，易于基因分型，在分子育种领域有着广泛的应用。本发明所采用的高密度分子标记，如无特殊说明，通常情况下指SNP，应当理解，采用其他分子标记同样适用于本发明的方法。

(2)第二代DNA测序技术(NGS)是一种高通量低成本的测序技术。利用NGS技术，对已知基因组序列的物种，进行不同个体的全基因组重测序，通过生物信息学分析，与参考基因组进行序列比对，变异检测，得到群体SNP信息。同样，我们可以采用SNP芯片获得SNP信息。SNP生物芯片检测通量很大，一次可以检测几十万到几百万个SNP位点，检测准确性很高(可以达到99.9％以上)，检测费用低廉。

(3)PCR-LDR SNP分型技术是PCR技术和LDR(Ligase Detection Reaction,连接酶检测反应)相结合的检测技术。LDR是利用高温连接酶实现对基因多态性位点的识别。高温连接酶一旦检测到DNA与互补的两条寡聚核苷酸接头对应处存在着基因点突变类型的碱基错配，则连接反应就不能进行，反之则可以进行连接反应。该技术可进行多重反应，经济、高效。适合中低SNP分型规模，30个SNP位点以内，样本量千个以内的基因型分型试验。

(4)在现代育种过程中，通过核心系谱品种与历史杂交品种间的群体SNP分型信息，构建重组断点图谱(bin map)，在全基因组范围划分窗口(bin)，以窗口为单位进行重新分型，从而了解核心系谱品种在历史育种过程中的动态重组事件，同时阐明育种过程中核心系谱品种被人工强烈选择的基因组区段(通常与优良性状相关)。通过传统的QTL作图分析，结合窗口内的基因信息，进而确定基因组区段与性状(如抗逆、品质等)之间的强相关关系。对于核心系谱品种，获得与各种性状强相关的基因组区段信息，在后续的育种设计中具有重要的指导意义。【相关文献：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)杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。传统的杂交育种方法需要广撒网，存在成本高，投入大，周期长的问题。杂交育种通过优良性状进行后代的筛选，然而对于数量性状，很容易出现误选的情况，这就会充满随机性和运气成分，产生大量的无效重复工作。因此，基于遗传信息(序列、基因、标记等)的设计育种是未来育种领域的发展趋势。