【摘 要】
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尽管通过常规表型选择培育了大量棉花新品种,但因遗传基础狭窄,近年来陆地棉育种选择进展缓慢.借助QTL定位和分子标记辅助选择,可大大提高育种效率.本研究以黄河流域大面积推广的陆地棉品种sGK9708(中棉所41选系)为母本、陆地棉优质系0-153为父本构建的一个重组近交系为基础群体,构建由98个杂交组合构成的永久F2群体(IF2),于2009年在河北曲周、河南安阳以及2010年河南安阳、郑州等四个环
【机 构】
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棉花生物学国家重点实验室,中国农业科学院棉花研究所,河南 安阳 455000;中国农业大学农学与生物技术学院/作物遗传改良北京市重点实验室/杂种优势研究与利用教育部重点实验室,北京 100193
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尽管通过常规表型选择培育了大量棉花新品种,但因遗传基础狭窄,近年来陆地棉育种选择进展缓慢.借助QTL定位和分子标记辅助选择,可大大提高育种效率.本研究以黄河流域大面积推广的陆地棉品种sGK9708(中棉所41选系)为母本、陆地棉优质系0-153为父本构建的一个重组近交系为基础群体,构建由98个杂交组合构成的永久F2群体(IF2),于2009年在河北曲周、河南安阳以及2010年河南安阳、郑州等四个环境开展重复试验,考察永久F2群体的株高、果枝数、单株成铃数、单株子棉产量、单株皮棉产量、铃重、衣分、子指、衣指等产量性状以及上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值、伸长率、长度整齐度指数等纤维品质性状.结合利用(sGK9708×0-153)重组近交系群体构建的含400个SSR标记位点的遗传连锁图谱,开展QTL分析,检测控制陆地棉产量及品质性状的主效基因位点,解析QTL基因效应及遗传模式.获得如下结果:
1.将sGK9708×0-153组合196个重组近交系随机组配,成功构建了棉花的永久F2群体.表型鉴定表明,该群体具有丰富的变异,所有性状均表现数量遗传特点,普遍存在超亲分离现象.相关分析结果表明,单株皮棉产量与铃重、衣分、单株成铃数及子棉存在极显著的正相关,与纤维上半部平均长度及断裂比强度存在极显著负相关,上半部平均长度与断裂比强度存在极显著的正相关,断裂比强度与马克隆值存在极显著负相关.方差分析结果表明,基因型、环境以及基因型与环境互作对所有性状均存在显著影响.单株皮棉产量、单株子棉产量、铃重等产量性状超亲优势最明显,其余性状以中亲优势为主,品质性状主要表现中亲优势.
2.依据4个环境的表型数据,应用复合区间作图法共检测到260个QTLs.171个与QTL产量性状相关,其中37个QTLs可在2个以上环境被稳定检测到,铃重及单株成铃数相关的QTLs较为稳定;89个QTLs与纤维品质相关,其中20个QTLs在2个以上环境下被稳定检测到,上半部平均长度及断裂比强度相关的QTLs比较稳定.其中qBW-3-1、qBW-36-1、qLP-5-1、qLP-5-2、qLEN-1-2、qLEN-6-1、qSTR-1-3、qMIC-1-4在不同环境、不同世代均可被稳定检测到.
3.检测到了130个(50％,130/260)超显性QTLs,其中在产量性状中检测到87个(占50.9％,87/171)超显性QTLs,品质性状获得43个(占48.3％,43/89)超显性QTLs.利用IF2群体检测到大量的非加性QTLs,表明IF2群体在检测非加性QTLs方面具有突出特点.
4.QTL在染色体上呈现集中(成簇)分布现象.Chr25、Chr07、Chr04、Chr13上分布了控制产量及纤维品质性状的重要QTL.
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