【摘 要】
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棉花是世界上最重要的天然纤维作物。棉纤维是重要的纺织工业原料,绝大多数商品棉由四倍体栽培种陆地棉和海岛棉生产,其中陆地棉占90%以上。然而,作为纺织工业原料,陆地棉纤维品质,包括长度、强度和细度等,均比海岛棉纤维差。随着纺织技术的不断改进以及人民生活水平的提高,对棉花纤维品质的要求也越来越高。如何在提高陆地棉品种产量的同时,迅速改良纤维品质,成为棉花育种者集中关注的焦点。虽然传统的遗传改良方法在棉
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棉花是世界上最重要的天然纤维作物。棉纤维是重要的纺织工业原料,绝大多数商品棉由四倍体栽培种陆地棉和海岛棉生产,其中陆地棉占90%以上。然而,作为纺织工业原料,陆地棉纤维品质,包括长度、强度和细度等,均比海岛棉纤维差。随着纺织技术的不断改进以及人民生活水平的提高,对棉花纤维品质的要求也越来越高。如何在提高陆地棉品种产量的同时,迅速改良纤维品质,成为棉花育种者集中关注的焦点。
虽然传统的遗传改良方法在棉花品种改良中起着重要作用,但育种效率低、周期长。现代DNA标记技术的发展,为育种者提供了一种快速、准确的选择方法。通过对棉花高品质纤维基因的分子标记筛选,利用与纤维品质QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择,有助于提高我国棉花品种的纤维品质水平。本研究借助多态性稳定的SSR标记,利用(中棉所35×渝棉1号)F2群体,构建陆地棉遗传连锁图谱,进行纤维品质性状QTL定位。其研究结果如下:
1.亲本及F2、F2:3群体、F2:4群体的纤维品质表现
2006年重庆、2006年海南和2007年重庆三个环境下,渝棉1号比强度分别为34.10cN/tex、31.60cN/tex和38.60 cN/tex,中棉所35比强度分别为29.30cN/tex、28.50cN/tex、33.50 cN/tex,渝棉1号比强度明显高于中棉所35,其它各项纤维品质性状两亲本都比较接近。
F2、F2:3和F2:4群体除比强度在2006海南和2007重庆表现超低亲分离外,其余各纤维品质性状在三个环境中都表现出超双亲分离。不同纤维品质性状在各环境中都表现为连续分布,呈现多基因控制的遗传特点。
群体纤维品质性状相关性分析表明,除整齐度与细度、比强度相关性不显著外,其余纤维品质性状间相关性都达到了极显著水平。其中,长度与比强度相关系数最大,其次是长度与细度。
2006年F2(重庆)和F2:3(海南),2007年F2:4(重庆)群体方差分析表明,纤维整齐度、纤维伸长率受环境影响显著,纤维长度、细度、比强度基因型、环境影响都达到显著水平,表明纤维品质除受基因型影响外,同时受环境影响。
2.引物多态性分析
利用5518对棉花SSR引物,对渝棉1号和中棉所35号进行多态性筛选,其中216对引物在两亲本间具有多态性,多态性引物比例占4%。不同引物间的多态性比例相差很大,其中DPL的多态性比例最高,占8.50%,BNL次之,占8.49%,HAU的多态性比例最低,占0.84%。
3.F2群体标记基因型检测
利用筛选两亲本获得的216对多态性引物对180株F2群体进行基因型检测,共获得221个标记位点,其中共显性标记位点189个,占86.9%;显性标记位点29个,占13.1%。卡方检测结果表明,221个SSR位点中71个标记表现出严重的偏离孟德尔分离比例(χ2>10),占标记位点的32.0%,偏分离位点主要集中在第7、15、18和20染色体上。
4.陆地棉遗传连锁图谱的构建
对221个SSR标记位点进行遗传连锁分析,构建的遗传连锁图包括189个位点和40个连锁群。其中35个连锁群定位到24条染色体上,5个连锁群未定位到染色体上。连锁群长度为3.6-151.2cM,含2-17个分子标记,标记间的平均距离为8.4cM,遗传连锁图覆盖1588.2cM,约占棉花基因组35.7%。
5.纤维品质QTL定位
以(渝棉1号×中棉所35)F2群体构建的遗传连锁图,结合2006年重庆、2006年海南和2007年重庆3个环境纤维品质检测结果,利用QTL定位软件MapQTL5.0,选择区间作图法,以LOD=2.0对纤维品质性状进行全基因组QTLs扫描,共检测到37个纤维品质QTLs。其中6个纤维长度QTLs,解释性状表型变异5.4%-11.0%;3个纤维整齐度QTLs,解释性状表型变异5.8%-11.0%;10个纤维细度QTLs,解释性状表型变异5.1%-10.7%;6个纤维伸长率QTLs,解释性状表型变异5.9%-14.6%;12个纤维比强度QTLs,解释性状表型变异5.0%-19.4%。37个纤维品质QTL中27个QTL的有利基因来源于渝棉1号,占72.9%。
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