早花基因(FT)介导的烟草快速回交改良研究

【目的】针对常规回交育种周期较长的问题,以烟草为模式植物,探索快速回交改良作物的有效方法。【方法】以对TMV免疫的烤烟品种Fc8作为抗性供体亲本,以综合性状优良但感TMV的中烟100为受体亲本进行回交改良及种质创新。首先从拟南芥中克隆早花FT,将其连接到植物表达载体P22上,并转入农杆菌中,采用叶盘法转化烟草Fc8,创建含FT的Fc8阳性植株。阳性植株分别与中烟100杂交,根据F1后代群体中早花基因的分离比例,鉴定筛选含单拷贝FT的阳性植株。接下来,从含单拷贝FT的阳性植株的F1群体中选择早花植株,与中烟100回交,根据回交分离群体中FT早花基因与TMV抗性N基因的分离比例,筛选FT与N基因不连锁的阳性植株。选择该阳性植株与中烟100连续回交。在每一回交分离世代中,选择早花且含有TMV抗性标记的植株连续回交,当后代遗传背景大部分与中烟100相近,并保留TMV抗性时选择非早花且含N基因标记的植株,鉴定无FT、Ubi启动子、Nos终止子和Hyg筛选标记等转基因元件后,连续自交纯化,筛选改良的创新种质。【结果】通过转基因技术共获得8株含FT的Fc8阳性植株,经鉴定获得一个含单拷贝FT,且FT和TMV抗性N基因不连锁的Fc8植株。用该植株作为TMV抗性的供体亲本回交改良中烟100,一年多时间已回交加代到BC4F1,比常规回交育种时间缩短450—500 d。早花基因在杂交、回交各世代均能稳定表达,早花植株在苗龄50—60 d现蕾开花,早花植株现蕾开花时,一般有3—4片叶,株高平均约35 cm,同期非早花植株高约27 cm,仍然处于营养生长阶段。非早花植株在苗龄130—140 d现蕾开花,平均株高约120 cm,叶片数18—20片。FT能使植株花期提前70—90 d,缩短世代周期约一半时间;早花加代结合TMV分子标记筛选得到了BC1、BC2、BC3代TMV抗性烟草新种质。【结论】借助FT介导的早花及抗TMV基因分子标记,能有效地缩短烟草TMV抗性回交育种周期、加快回交育种进程,虽利用转基因技术但可获得不含有任何转基因元件的创新种质。

三种海岛棉指纹图谱建立

为了筛选陆海杂交后与海岛棉具有相近遗传背景的材料,利用海岛棉做轮回亲本,通过回交使杂交后代背景与海岛棉一致,将具有供体陆地棉的目标性状,分别构建陆地棉和海岛棉的指纹图谱,利用指纹图谱进行杂交后代遗传背景选择。选取供体陆地棉与三种受体海岛棉作为实验材料,采用分子标记技术,对实验室已有的1 300对SSR引物进行筛选,对扩增条带清晰、重复性好且分辨能力强的核心引物进行统计分析,确定不同棉花材料的指纹图谱。筛选出63对陆地棉和海岛棉之间差异性大、多态性好的引物,分别分布于棉花26条染色体,并分别构建了供体陆地棉和三种海岛棉的指纹图谱。筛选出的这63对引物具有良好的鉴别和区分能力,适用于作为首选的核心引物。本研究为开展海岛棉与陆地棉杂交后利用回交快速获得纯合遗传背景的杂交后代提供了研究思路。