[发明专利]一种基于叶绿体基因组序列的火炬松个体鉴定方法

说明书

本发明公开了一种基于叶绿体基因组序列的火炬松个体鉴定方法，检测待测样本的叶绿体基因组的分子标记。利用存在于21个火炬松种质间的21个叶绿体基因组SNP特异性位点，实现了对不同个体的区分，并能够以此鉴定其父系祖先。本发明首先发现火炬松叶绿体基因组序列的多态性，发现了叶绿体基因组可以作为种群亲缘关系鉴定。通过对叶绿体基因组序列差异区段的比较，获得能够用于筛选鉴定火炬松个体的种质或父系祖先的鉴定的分子标记，并进一步获得检测分子标记的特异性PCR扩增引物，从而实现了利用PCR扩增技术对群体进行快速鉴定，在火炬松育种领域会发挥中大的作用。

技术领域

本发明涉及分子育种技术领域，更具体地，涉及一种基于叶绿体基因组序列的火炬松个体鉴定方法。

背景技术

火炬松是一种原产北美东南部的高大乔木，目前在我国多地引种种植。其具有生长快、适应能力强、干型通直无节，侧枝较细、自然整枝能力强、材质好、松脂产量高等特点，已经被许多国家和地区广泛引种栽培。

火炬松遗传改良离不开种质资源，建立育种群体是保护种质资源的重要形式，是火炬松遗传改良的重要内容。火炬松遗传改良遵循的是多世代轮回选择的模式。在育种进程中，为了短期内获得高的遗传增益，必须提高选择强度；而随着世代和育种轮回的推进，在选择压力下，群体的遗传基础不可避免地逐步变窄，遗传多样性水平逐步下降，选择强度越大，遗传多样性水平下降越快，最终导致群体内亲缘关系普遍存在，近郊衰退严重，损害长期增益。育种工作者通过科学的群体管理，既获得较高的短期增益，又能满足长期育种的需要。群体管理的核心内容就是个体间遗传关系的管理和调控，需要从交配设计、选择方式、选择强度等方面着手进行。

目前，在火炬松高世代实际育种中，为了全面了解杂交组合的效应和避免群体内亲缘关系过快增加，采用完全谱系交配设计和人工控制授粉，这样不仅杂交组合多，而且耗时耗力、投入大。为了解决高世代育种面临的问题，可以通过混合花粉授粉的方法获得半同胞子代，根据子代测定的结果筛选出优良单株，继而利用分子标记鉴定拟选优树的父本来源，保证入选优树亲本来源清晰，从而控制育种群体的亲缘关系。

目前普遍利用基因组分子标记鉴定后代的父本来源，但是松树核基因组不仅体量大，而且重复序列多，在有性繁殖过程中基因发生重组，针对核基因组进行的亲本鉴定有很大难度。松树叶绿体基因组相对核基因组有许多优势。首先，叶绿体基因组包含适量的遗传信息，为比较研究提供了一个相对适中的数据基础；其次，叶绿体DNA的核苷酸变异率适中，在应用上很有价值；除此以外，叶绿体基因组DNA序列较小，便于测序；这为鉴定优树的亲本提供了十分有利的条件。火炬松基因组大小约为22Gb，基因组中包含大量重复序列。重复序列的存在导致PCR扩增的特异性明显降低，绝大部份的分子标记扩增都需要设计巢式PCR引物进行扩增，特异性低，实验复杂。

叶绿体是绿色植物细胞中半自主的细胞器，有独立的基因组，基因组主要为环状双链分子。以往的研究发现，松属树种的叶绿体基因组属于父系遗传，但是在结构上极其高度保守。一直以来，叶绿体基因组序列主要是用于分类、进化和基因工程方面的研究，只限于物种水平的研究。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于叶绿体基因组序列的火炬松个体鉴定方法。

本发明的第一个发明目的是提供一种鉴定火炬松个体的种质或父系祖先的方法。

本发明的第二个发明目的是提供火炬松叶绿体基因组的分子标记在鉴定火炬松个体的父本来源中的应用。

本发明的第三个发明目的是提供一个鉴定火炬松个体的种质或父系祖先的分子标记组合。

本发明的第四个发明目的是提供所述分子标记组合在鉴定火炬松个体的种质或父系祖先中的应用。

本发明的第五个发明目的是提供一个鉴定火炬松个体的种质或父系祖先的引物组合。