基于SSR的光敏型饲草高粱分子辅助育种体系

作者：牛皓; 平俊爱^*; 王玉斌; 张福耀; 吕鑫; 李慧明; 楚建强

来源：中国农业科学, 2020, 53(14): 2795-2803.

• 饲草高粱
• 光敏型
• 分子标记

【目的】利用分子标记技术对光敏型饲草高粱新品种传统选育方法进行改良,构建分子辅助育种体系,从而提高品种选育效率,降低育种成本,为形成新的育种体系奠定理论基础。【方法】以光敏型(不抽穗)饲草高粱品种晋光1R去雄后为母本、非光敏型(抽穗)饲草高粱BMRC-3-2为父本进行杂交,构建F2群体。按照光敏与非光敏性状将群体分为两类,各选30株,取叶片提取DNA,利用微卫星分子标记技术(SSR)和集团分离分析法(BSA)对晋光1R/BMRC-3-2的F2群体进行光敏感基因定位分析,以及特异性SSR引物的设计、筛选;将筛出的特异性引物对F1杂交种(以晋光1R为亲本选育的高代稳定恢复系作为父本与其他不育系测配得到的F1代杂交种)进行光敏性鉴定,通过与田间表型对照,确定最终目标引物,从而构建新的光敏型饲草高粱新品种选育体系。【结果】经过SNP index分析,选取99%阈值线最高点前后约250 kb的区域作为性状相关的候选区域,区域总长度为500 kb,共400个SNP位点,对这些SNP位点注释,其中非同义突变或者stop-gain或者stop-loss的SNP位点有6个,最终确定2个候选基因与高粱光敏感性相关,这两个基因位于高粱第7染色体。利用微卫星标记技术开发引物51对,对光敏和非光敏的亲本及F1杂交种进行毛细管电泳检测,选定1对特异性引物70.2-3,结果表明,以251 bp处出现"单峰"为判断依据,引物70.2-3对50个非光敏型F1杂交种的鉴选准确率达到100%,所有材料均在251 bp附近出现峰值。以214和251 bp两处附近出现"双峰"为判断依据,该引物对另外50个光敏型F1杂交种鉴选的准确率达到90%,其中F1-69、F1-70、F1-71这3个材料在214和262 bp附近出现"双峰";F1-81仅在251 bp处有"单峰",而F1-86则在251和232 bp两处附近出现"双峰"。【结论】发现了控制高粱光敏性的候选基因LOC8068537和LOC8068548,位于高粱第7染色体810 000—1 310 000 bp,获得特异性引物70.2-3,可在一定程度上改良传统育种手段,用实验室验证替代田间测交观察,节省了育种成本,提高了育种效率。

• 单位
  农业部; 山西农业大学