[00147236]含斑茅血缘的甘蔗回交后代遗传多样性评价与核心亲本库的构建

1.课题来源与背景： 课题来源： 课题来源于广东省科技计划项目（2016A020210016）,项目名称“含斑茅血缘的甘蔗回交后代遗传多样性评价与核心亲本库的构建” ,项目起止时间为：2016 年 1 月1日至 2017 年 12 月30日。 课题背景： 甘蔗是异源多倍体植物,其遗传背景非常复杂。甘蔗栽培种染色体数目众多,至今甘蔗界研究者对其基因组信息知之甚少。但是,当今甘蔗生产上的栽培种一般都仅仅含有甘蔗热带种、印度种、割手密三大种质血缘,现有甘蔗品种绝大部分均来自于少数几个品种（系）的逐代杂交,世代推进的选育而来的,其遗传基础非常狭窄,这已经成为甘蔗育种向上突破的瓶颈。因此,引入新的种质资源,拓宽甘蔗育种的遗传基础对于具有突破性优异甘蔗新品种的选育势在必行。 2.研究目的与意义： 在甘蔗基因组中引入其近缘属的优异基因,对于提升甘蔗的产量、糖分、抗逆性等性状表现都具有非常重要的意义。本课题引入甘蔗近缘属植物斑茅的优良基因,构建了含斑茅血缘的甘蔗核心亲本库,并依据核心亲本库的甘蔗品系的遗传多样性,配制甘蔗杂交组合,生产杂交种籽,提供给甘蔗杂交育种家用于选育含斑茅血缘的优良甘蔗品种。课题的开展拓宽甘蔗育种的遗传基础,对于突破甘蔗育种的瓶颈,以及甘蔗产业的可持续发展具有非常重要的的意义。 3.主要论点与论据： （1）含斑茅血缘的甘蔗核心亲本库的构建。将田间性状调查与分子标记相结合,共计从150余个回交后代品系中检测出62个品系基因组中含有特异性斑茅特异性DNA片段, 确定这62个品系含斑茅血缘,其中BC1世代材料34个品系,BC2世代材料10个品系,BC3世代材料15个品系,BC4世代材料3个品系,将这含斑茅血缘且田间性状表现优异的甘蔗回交后代构建核心亲本库。 （2）含斑茅血缘的甘蔗回交后代遗传多样性评价。将20份甘蔗杂交常规亲本与含斑茅血缘的甘蔗核心亲本库组成含82份材料的遗传多样性分析群体,分析含斑茅血缘的甘蔗亲本与常规亲本的遗传多样性。供试材料的遗传相似系数在0.425-0.975之间,平均为0.679,遗传多样性丰富,根据遗传相似系数,指导配制遗传多样性丰富的杂交组合。 （3）含斑茅血缘的杂交组合的配制。利用含斑茅血缘甘蔗回交后代共计配制 165 个杂交组合,310穗杂交种籽,供全国各甘蔗育种单位用于选育甘蔗新品系。其中含斑茅血缘甘蔗回交后代作为母本配制 55 个杂交组合,91穗杂交种籽;含斑茅血缘甘蔗回交后代作为父本配制 110个杂交组合,219穗杂交种籽。 4.创见与创新： （1）本项目从我国甘蔗杂交亲本遗传基础狭窄的现状出发,引入甘蔗近缘属植物斑茅的遗传组成,在很大程度上拓宽了甘蔗杂交亲本的遗传多样性。 （2）本项目运用成熟的分子标记技术结合农艺性状调查分析含有斑茅血缘甘蔗亲本的遗传多样性,筛选出遗传多样性丰富的含有斑茅血缘的甘蔗回交后代,构建核心亲本库,供育种家利用,可减少杂交组合配制的盲目性,提高育种效率。 5.社会效益,存在问题： 社会效益： 本项目的实施对于甘蔗近缘属植物斑茅优异基因的导入利用,对于提高我国甘蔗杂交亲本遗传多样性,改善我国甘蔗育种界目前杂交亲本遗传基础狭窄的局面,从而将加快我国甘蔗新品种更新换代,改变我国目前甘蔗生产性品种单一化现状,促进新的优良品种的推出,这对于提高我国甘蔗糖业的社会经济效益,具有深远的影响。 存在问题： 含斑茅血缘的甘蔗回交后代在甘蔗杂交育种的引入,在一定程度上降低了杂交亲本间的遗传相似系数,拓宽了种质资源的遗传组成,但是由于常规栽培品种的基因组在含斑茅血缘甘蔗回交后代基因组中的逐代渗入,使得含斑茅血缘的甘蔗回交后代与甘蔗常规栽培种在遗传组成上趋于同质化。因此,在回交的世代推进过程中,应选用综合性状较好的回交亲本,以免不良基因逐代渗入含斑茅血缘的甘蔗回交后代基因组中,产生负面影响。