本发明属于分子育种,具体涉及一种棉花纤维长度基因flap1及其分子标记和应用。
背景技术:
1、棉花作为全球最重要的经济作物之一,在世界各地广泛种植,是纺织工业中最重要的天然纤维来源。棉花纤维品质直接影响棉纺织品的质量,对满足人类要求和纺纱技术的进步尤为重要。多年来,我国生产的原棉总量与品级无法满足纺织需求,每年需进口原棉350万吨左右。尤其是长度33~39mm及以上,比强度35cn/tex以上,马克隆值3.7~4.2,长、强、细指标协调,适合纺高支纱的原棉稀缺。培育纤维品质优异的棉花品种是棉花育种的一个重要目标,也是现阶段我国棉花产业体系的需求之一。
2、为了提高棉花纤维的品质,除了传统的育种方法外,分子标记辅助选择(mas)技术的应用变得日益重要。这种技术可以大大提高育种的效率和精确性,使得科学家能够在早期阶段就筛选出具有理想纤维品质的棉花品种。此外,随着基因组学和生物信息学的发展,对棉花基因组的深入了解为分子标记的开发提供了更多的可能性。通过关联分析和基因定位,研究人员可以发现更多与纤维品质相关的基因,并进一步应用于棉花品种的改良。
3、而纤维长度是棉花品质的关键性状之一,了解和控制纤维长度的遗传基础是进行棉花品种改良的前提。纤维长度基因的研究有助于培育出适应不同环境条件的棉花品种,提高棉花的整体适应性。随着基因组编辑技术的发展,如crispr-cas9系统,对纤维长度基因的研究为通过基因编辑技术直接改良棉花品种提供了可能。随着纺织工业对高质量棉花的需求增加,培育具有更长纤维的棉花品种可以更好地满足市场需求,增强我国棉花的国际竞争力。因为长纤维棉通常需要较少的化学处理,这有助于减少对环境的污染,符合可持续发展的要求。
4、通过分子标记技术,可以在棉花生长的早期阶段对纤维长度基因型进行鉴定,从而在种子萌发或幼苗期就进行选择,大幅缩短育种周期。传统的棉花育种方法依赖于表型选择,这通常需要等到棉花成熟后才能进行,而且容易受到环境因素的影响。分子标记技术使得育种者能够在早期阶段就进行基因型的筛选,提高育种效率。通过分子标记,可以精确地识别和选择影响纤维长度的基因,实现精准的遗传改良。
5、因此,棉花纤维长度基因及其相关分子标记的研究对于提高棉花产量和品质,满足市场需求,促进农业可持续发展具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明通过差异表达分析发现flap1基因在n182纤维发育四个时期都上调表达,并通过crispr-cas9敲除技术验证了该基因与棉花纤维长度显著相关;进一步比较发现gbflap1和ghflap1存在差异,基于此开发分子标记用于鉴定棉花纤维长度。
2、本发明提供了棉花纤维长度基因flap1,其核苷酸序列如seq id no:1或seq idno:2所示。
3、本发明还提供了所述棉花纤维长度基因flap1在调控棉花纤维长度中的应用。
4、本发明还提供了用于扩增所述棉花纤维长度基因flap1的引物对,所述引物对序列如seq id no.3-10所示。
5、本发明还提供了基于上述棉花纤维长度基因flap1的分子标记,扩增该分子标记的引物对序列如seq id no.11和seq id no.12所示。
6、本发明还提供了用于扩增上述分子标记的引物对,所述引物对序列如seq idno.11和seq id no.12所示。
7、本发明还提供了所述棉花纤维长度基因flap1、所述分子标记和/或所述引物对在棉花育种中的应用。
8、本发明还提供了所述棉花纤维长度基因flap1、所述分子标记和/或所述引物对在培育长纤维棉花品种、鉴定或辅助鉴定棉花品种纤维长度和/或制备用于鉴定或辅助鉴定棉花品种纤维长度产品中的应用
9、本发明还提供了一种利用所述棉花纤维长度基因flap1、所述分子标记和/或所述引物对鉴定或辅助鉴定棉花品种纤维长度的方法,包括:提取样本dna,采用seq id no:11和seq id no:12所示引物对进行pcr扩增,在凝胶电泳下存在条带的样本即为具有分子标记的棉花品种,其纤维长度显著低于不存在条带的棉花品种。
10、本发明还提供了一种鉴定或辅助鉴定棉花品种纤维长度的试剂盒,其中含有seqid no:11和seq id no:12所示引物对和pcr扩增试剂。
11、本发明还提供了一种棉花育种方法,包括采用所述鉴定或辅助鉴定棉花品种纤维长度方法对棉花样本进行检测,选择不具有所述分子标记的亲本进行育种。
12、有益效果:
13、本发明通过确认flap1基因在自然群体中序列变异的真实性,并基于crispr-cas9技术敲除具体验证了该基因与棉花纤维长度显著相关,可用于调控棉花纤维长度。此外还针对性的开发了相应的分子标记,并在自然群体中进行验证,鉴定结果准确可靠,且鉴定筛选速度快,由此建立了高效的棉花纤维长度鉴定或辅助鉴定方法,利用该方法可精确识别和选择纤维长度长的棉花品种,不受环境影响,可在早期进行筛选鉴定,大大缩短了育种周期,提高育种效率,显著降低育种成本,适于在大规模育种中应用,前景广阔。
1.棉花纤维长度基因flap1,其特征在于,所述棉花纤维长度基因flap1的核苷酸序列如seq id no:1或seq id no:2所示。
2.如权利要求1所述的棉花纤维长度基因flap1在调控棉花纤维长度中的应用。
3.用于扩增如权利要求1所述棉花纤维长度基因flap1的引物对,其特征在于,所述引物对序列如seq id no.3-10所示。
4.权利要求1所述棉花纤维长度基因flap1的分子标记,其特征在于,扩增该分子标记的引物对序列如seq id no.11和seq id no.12所示。
5.用于扩增权利要求4所述棉花纤维长度基因flap1分子标记的引物对,其特征在于,所述引物对序列如seq id no.11和seq id no.12所示。
6.权利要求1所述棉花纤维长度基因flap1、权利要求4所述分子标记和/或权利要求5所述引物对在棉花育种中的应用。
7.权利要求1所述棉花纤维长度基因flap1、权利要求4所述分子标记和/或权利要求5所述引物对在培育长纤维棉花品种、鉴定或辅助鉴定棉花品种纤维长度和/或制备用于鉴定或辅助鉴定棉花品种纤维长度产品中的应用。
8.利用权利要求1所述棉花纤维长度基因flap1、权利要求4所述分子标记和/或权利要求5所述引物对鉴定或辅助鉴定棉花品种纤维长度的方法,其特征在于,提取样本dna,采用seq id no:11和seq id no:12所示引物对进行pcr扩增,在凝胶电泳下存在条带的样本即为具有分子标记的棉花品种,其纤维长度显著低于不存在条带的棉花品种。
9.一种鉴定或辅助鉴定棉花品种纤维长度的试剂盒,其特征在于,含有seq id no:11和seq id no:12所示引物对和pcr扩增试剂。
10.棉花育种方法,其特征在于,包括采用权利要求8所述鉴定或辅助鉴定棉花品种纤维长度方法对棉花样本进行检测,选择不具有权利要求4所述棉花纤维长度基因flap1分子标记的亲本进行育种。
