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《南京农业大学》 2001年
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棉花产量性状杂种优势的遗传基础研究

武耀廷  
【摘要】: 自90年代初以来,英国及世界的棉花平均产量没有明显得到提高而育种方面对 产量的贡献已大大降低;我国的棉花品种区域试验结果也表明,常规品种的增产幅 度较低,需要深入研究棉花品种的遗传多样性和产量性状的遗传规律。利用杂种优 势较易将高产、优质和抗病三者结合起来,组合选配周期短,能较快地满足棉花产 量提高和纺织工业工艺改进对棉纤维品质更好的需要。棉花杂种优势遗传基础的研 究,决定着杂交棉选育的途径和方法。在玉米(异花授粉作物)、水稻(自花授粉作 物)上应用分子标记技术研究杂种优势的遗传基础,得出了不同的结论,它不仅初 步表明了不同授粉方式的作物,同一作物种间组合与种内组合杂种优势遗传基础的 差异性,也说明了杂种优势遗传基础的复杂性。棉花是常异花授粉作物,也是重要 的经济作物之一,其杂种优势的遗传基础急需应用分子标记技术加以研究,以提高 杂交种的选育效率。本研究应用分子标记技术,采用多年多点田间试验和不同遗传 模型的QTL分析方法,较为系统地深入研究陆地棉品种资源遗传多样性,陆地棉杂 种一代、二代优势的表现,以及它们之间的内在联系;探讨产量性状的遗传规律; 从基因组基因平均水平和分子水平上揭示杂种优势形成的遗传基础,为棉花杂交种 育种提供理论依据;筛选与产量性状QTLs相关的分子标记,为分子标记辅助育种 奠定基础。 利用SSR、ISSR和RAPD 3种分子标记方法和2年田间实验对国内外36个陆 地棉栽培品种的遗传多样性进行了研究。以3种分子标记在36个品种之间扩增的282 条多态性位点所赋值的0,1数据,采用Nei和Li的方法,计算的品种成对相似系 数从0.5745到0.9291,其品种成对相似系数平均数从0.6547到0.7524;又以2年品 种表现的性状平均数经正态标准化后,采用欧氏距离计算了成对品种的遗传距离。 分别以相似系数和遗传距离矩阵,采用类平均法进行聚类分析,其聚类结果把供试 品种大致分为国外品种、新疆品种、早熟类型品种和我国的中熟棉品种等几个类群; 类内进一步分组表明,分子标记确定的遗传关系基本上与品种系谱的种质系统一致, 但并不能按系谱或种植生态区域简单地归属;尽管分子标记数据计算的相似系数矩 阵和表现型计算的遗传距离矩阵存在极显著的相关关系(r=-0.335),但以遗传距离 进行聚类分析的类内分组的组间特征不明显。分子标记是检测类内品种间遗传差异 的有效方法。 选用国内外的8个陆地棉品种作为杂交亲本,按双列杂交模式配置成28个F_1 和28个F_2,在3个环境(1999年山东省棉花研究中心临清试验站,1999和2000 年南京农业大学江浦试验站)进行亲本、F_1和F_2的比较试验,试验统一采用3次重 复的随机完全厂组设计,综合二个试验的结果为,28个卜产晨性状的总平均数分 别大卜 28个 F。产最性状的总平均数,28个 Fz产最性状的总中均数义分别人J‘8个 呆本产良性状的总个均数。亲本、r.和 h-二类遗传群体中,铃数每变化 个标卅 单位快皮棉产是平均改变的标推单什大于铃重和衣分,衣分变化对皮棉产晨的影响 又大于铃重;衣分和铃数之问对皮棉产良的间接通径系数为正伯,而他们通过铃重 的间接通径系数为负值。产良构成因素变化伙次对皮棉产悬影响的程度为铃数、衣 分和铃重。8个杂交亲本和28个F,纤维品质件状表现的范M和干均值基本-致。28 个F.在3个环境试验的综合表现的单株铃数杂种优势-2.34o/o~I7.84o/o,个均 7.06%:铃重杂种优势0.00’%~11.83%,十均6.26%:籽棉产最杂种优势 .2.27o/o~26.50O/O,个均13.62o/o;衣分杂种优势-1.!go/o~6.13o/o,干均2.89to;皮棉 产景杂种优势0.20o/o—3!.!4%,个均!6.31 o/o。28个F。在二个环境试验的综合表砚 的单株铃数杂种优势-!!.37%~门8I%,平均4.3%:铃重0.00%一7.53%,中均3二7%; 籽棉产量-5石so/o—22.44o/o,个均7.go/o;衣分.1.gi%一5.43o/o,十均1.56o/o;皮棉产 吞5.47o/o-24.05o/o,平均9.02%。F.FZ产最件状中亲优拎平均人小依次为皮棉产旱、 籽棉产毫、铃数、铃重和衣分。分别以F;、F。单株铃数、铃重和衣分的中亲优势之 和作为自变量,FI、F;皮棉产景作为依变最进打相关分析发现,它们之问存在极显 共的汇相义,这说明F.、FI皮棉产鼠中亲优势分别等于各产旱构成冈素中亲优势之 和,其意义在于各产鳗构成冈素的杂种优势对皮棉产景杂种优势同等重要。通歼分 析结果进 步表明,单株铃数中亲优势对皮棉产昆中亲优势的影响最人,铃重和衣 分中亲优势对皮棉产最中亲优势的影响相对较低,两者影响的程度基本一致c梳花 纤维品质的杂种优势很小,28个F.在3个环境综合表现的纤维长度?
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:S562.03

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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1 韩英鹏;多环境、多遗传背景下不同发育时期大豆籽粒重的QTL分析[D];哈尔滨师范大学;2010年
2 白洁;太平洋牡蛎分子标记的开发与应用研究[D];中国海洋大学;2010年
3 林荔辉;应用分子和常规技术通过籼粳交选育亲籼型水稻雄性不育系[D];福建农林大学;2010年
4 罗新宁;基于SPAD的棉花氮素营养诊断及氮营养特性研究[D];新疆农业大学;2010年
5 张彩英;小麦主要产量和品质性状的QTL鉴定及ZDS功能标记的开发[D];河北农业大学;2010年
6 石从广;油菜EMS诱变群体的构建以及油脂代谢相关基因等位多态性与油脂品质关系的研究[D];浙江大学;2010年
7 童旭宏;抗草甘膦棉花突变体R1098的选育及其抗性机理研究[D];浙江大学;2011年
8 陈国林;油菜籽饼粕氨基酸含量的近红外模型创建及发育遗传研究[D];浙江大学;2010年
9 郑维列;西藏色季拉山长鞭红景天种群生态学特性研究[D];中南林业科技大学;2010年
10 文亚峰;人心果品种资源亲缘关系及其授粉亲和性的研究[D];中南林业科技大学;2006年
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1 林兵;甘蓝型油菜A8连锁群种子含油量QTL簇解析及连锁累赘分析[D];华中农业大学;2010年
2 朱家立;亚基因组杂种优势表现的评估及新型甘蓝型油菜FAE1指纹图谱分析[D];华中农业大学;2010年
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6 艾青;水稻耐高温遗传基础研究及基因表达谱分析[D];华中农业大学;2009年
7 田芳;甘蓝型油菜A8连锁群含油量QTLs及其遗传累赘分析[D];华中农业大学;2009年
8 骆雪姣;棉花不同密度效应研究[D];华中农业大学;2010年
9 李超;Ac/Ds-Enh转座插入的棉花抗病突变体主要特性分析[D];华中农业大学;2010年
10 刘国玲;不同环境下水稻重要农艺性状的QTL定位分析[D];华中农业大学;2010年
【同被引文献】
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1 陈鹏;抗虫杂交棉的杂种优势及配合力研究[D];华中农业大学;2003年
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【二级引证文献】
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【相似文献】
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