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《南京农业大学》 2009年
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陆地棉遗传多样性与育种目标性状基因(QTL)的关联分析

钱能  
【摘要】: 棉花的种质资源十分广泛,这些种质具有丰富的遗传多样性。对陆地棉基础种质及其主要衍生品种遗传多样性进行研究,可以从育种起源上揭示我国棉花的遗传基础,了解现有种质的遗传背景和遗传多样性的状况,为育种家高效发掘种质资源重要性状基因打下基础。遗传学研究的一个基本目标即是将生物的表现型与基因型相联系.关联分析以群体结构非固定的自然群体为研究对象,以长期重组后保留下来的基因间的连锁不平衡为基础,在获得群体表型数据与基因型数据后,采用统计方法检测遗传多样性与性状可遗传变异之间的关联,具有简单、高效和省时等优点。 本文在分析所选81个陆地棉品种遗传多样性的基础上,利用TASSEL软件分析棉花基因组内的连锁不平衡水平,之后利用关联分析的方法结合多年多点田间调查数据,进行表型变异对标记变异的回归分析,检测数量性状相关位点。同时利用四个衍生系的原始亲本构建作图群体分析发掘与农艺及品质性状相关的数量性状基因位点。 对我国自育品种和国外引进种质进行性状差异的综合比较,可以看出在农艺性状方面,国内品种的单株铃数增加、衣分提高和籽指降低,同时单株铃数、衣分和籽指的变异系数有较显著的提高;在纤维品质的差异上,国内品种的各项指标均较引进品种有所改善,同时强度、马克隆值和伸长率的变异系数均有了提高。这说明半个多世纪以来,我国棉花育种有了较快的发展。利用分子标记技术分析所选国内外棉花品种的差异时,国内品种中检测的等位变异数目和基因多样性的跨度较大,但从平均值上看仍然偏低,说明我国自育棉花品种在基因组水平上的差异比较丰富,但是应用到生产中的变异较少,拓宽棉花遗传基础的工作仍相当艰巨。 对国内长江流域和黄河流域两大棉花主产区品种的表型性状差异进行分析,结果表明,单就性状表现来说,长江流域的品种要好于黄河流域,如单株铃数较多、单铃重大、籽指较小、衣指和衣分高,但是长江流域品种的变异系数普遍较黄河流域的低。利用分子标记研究两大产区的棉花品种,两流域品种的等位变异数、基因多样性和多态性信息含量均相当。 对不同系谱衍生系的多样性分析,可以看到金字棉衍生系在果枝数、株高、单铃重等产量性状上较其他衍生系的均值高,纤维长度、纤维强度和整齐度等品质性状上均值最高,且其在株高、单株铃数、单铃重和马克隆值等性状上的变异系数最大。福字棉衍生系在衣指和衣分性状上均值最大,变异系数亦为最大。岱字棉和斯字棉曾被我国育种家广泛应用于育种工作,并培育了较多的品种,检测的品种也较多,因此这两个系统的衍生系所具有的等位变异数要高于其他系统来源的棉种,但等位变异的比例较低,表现为基因多样性和多态性信息含量较低. 利用关联分析考察多个性状大多数QTL的关联位点及其等位变异,首先需要了解棉花基因组内的连锁不平衡(LD)情况。用TASSEL软件分析可知,棉花基因组内位点间的LD水平较低,常异花的授粉方式和品种培育过程中频繁的杂交选择是主要原因。通过关联分析,检测到大量标记位点与农艺品质性状的相关性,并发掘出这些标记位点的优异等位变异,以及含有该等位变异的棉花品种,为棉花育种工作的开展提供有益信息;同时本研究也为开展下一步更加深入的工作打下了基础。 斯字棉2B、福字棉6号、岱字棉15和中棉所7号均是我国棉花品种培育的核心亲本,用这四个材料构建一个四交作图群体及其F2:3家系,利用SSR标记和JoinMapV3.0软件构建了一张陆地棉四交群体品种间的分子标记遗传图谱。该图谱图谱总长1129.1cM、含有102个多态位点,覆盖率为22.6%,两多态位点间的平均遗传距离为11.1cM。由31个连锁群组成,其中30个连锁群被定位到15条染色体。利用MATQTLV5.0定位了19个与农艺性状相关的QTLs和5个纤维品质QTLs.其中1个衣分QTL可在两世代中检测到;另有一个果枝数QTL和一个衣指QTL的定位结果与关联分析结果相吻合,均有较好的稳定性。 利用海岛棉遗传标准系3-79和优良的细胞遗传学材料——置换系18,结合本实验室构建的饱和棉花遗传图谱,完成开放花蕾隐性基因ob2在四倍体棉第13染染色体色体(A13)上的精细定位,将ob2基因定位于该染色体上BNL2449b和TMP01两位点之间,与它们的遗传距离分别是1.1cM和1.7cM。此前本实验室已经利用TM-1和Sub18两个材料配置的作图群体,完成了开放花蕾ob1基因在四倍体棉第18染色体(D13)上的定位。结合两实验结果,验证了早期学者关于开放花蕾基因(ob)的遗传特性的研究,同时也为进一步研究并利用该基因打下了坚实的基础。两张连锁图之间有着共同的标记位点BNL2652、NAU817、NAU1141和BNL2571,这也从基因组学的角度再次验证了四倍体棉的染色体组具有部分同源结构,来自A亚组的第13染色体(A13)和来自D亚组的第18染色体(D13)是一对部分同源染色体,两染色体具有相近的功能区域。
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S562

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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3 秦鸿德;陆地棉产量与纤维品质性状QTL定位和标记辅助轮回选择[D];南京农业大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 石涛;王洪刚;何方;邓世民;高居荣;;小麦矮秆新基因的SSR标记[J];山东农业科学;2008年08期
10 王建成;段乃彬;李群;颜廷进;张文兰;戴双;;应用微核心种质进行作物重要经济性状的评价[J];山东农业科学;2008年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 乐文全;魏建梅;韩继成;张海娥;郝宝锋;冉辛拓;;梨红色果皮性状基因的SRAP标记[A];梨科研与生产进展(五)[C];2011年
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6 林忠旭;贺道华;张献龙;聂以春;郭小平;;棉花SRAP,SSR,RAPD遗传连锁图构建及纤维性状定位[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
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8 严建兵;汤继华;孟义江;马西青;滕文涛;Subhash Chander;李林;李建生;;基于基因型选择提高QTL作图的精度——以一个RIL群体为例[A];中国作物学会2005年学术年会论文集[C];2005年
9 张启军;叶少平;虞德容;李平;吕川根;邹江石;;六张水稻遗传连锁图谱的比较分析[A];2005年全国作物遗传育种学术研讨会暨中国作物学会分子育种分会成立大会论文集(二)[C];2005年
10 刘宏波;刘忠松;官春云;陈社员;刘显军;杨晔宇;;油菜芥甘种间杂交培育的渐渗系的表型鉴定[A];中国作物学会2007年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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 于红;牡蛎良种选育的遗传学基础研究[D];中国海洋大学;2010年
3 于海洋;牙鲆微卫星标记的筛选和美洲牡蛎抗病相关基因SNP的初步分析[D];中国海洋大学;2010年
4 张立楠;鲢遗传连锁图谱的构建及精子竞争对性别间重组率差异的影响[D];中国海洋大学;2010年
5 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
6 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
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9 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
10 唐丽;湖南南天竹遗传多样性及园林利用评价体系研究[D];中南林业科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘敏;基于SSR、ISSR和RAPD对大豆疫霉菌的遗传多样性研究[D];华中农业大学;2010年
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3 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
4 刘健;甘蓝型油菜C2连锁群种子含油量QTL簇及品质性状的分析[D];华中农业大学;2010年
5 郭一鸣;全球白菜型油菜遗传多样性分析[D];华中农业大学;2010年
6 石伟平;二倍体马铃薯遗传群体构建和抗低温糖化分析[D];华中农业大学;2010年
7 董巍;分子标记辅助选择改良光温敏核不育系的稻瘟病抗性和稻瘟病抗性基因的初步定位[D];华中农业大学;2010年
8 晁园;利用重组自交系群体定位水稻品质相关性状QTL[D];华中农业大学;2010年
9 郑瑜;银杏核心种质构建初探[D];华中农业大学;2010年
10 张庆路;利用重组自交系群体定位一般配合力相关性状QTL[D];华中农业大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 孔令浩;李之林;白凤华;;甜叶菊栽培技术[J];现代农业科技;2012年02期
7 詹筠;种质资源──21世纪农业发展的保障[J];北方园艺;1996年05期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张保才;李俊文;刘爱英;石玉真;邵艳华;张建宏;贾亮;王玉红;袁有禄;;AB-QTL法定位海岛棉优异纤维品质基因和抗黄萎病基因[A];中国棉花学会2006年年会暨第七次代表大会论文汇编[C];2006年
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1 宋宪亮;异源四倍体棉花栽培种分子遗传图谱的构建及部分性状QTL标记定位[D];山东农业大学;2004年
2 梅捍卫;水稻正反交导入系群体构建和重要农艺性状的分子定位[D];华中农业大学;2004年
3 沈新莲;陆地棉纤维品质QTL的筛选、定位及其应用[D];南京农业大学;2004年
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6 贺道华;四倍体棉花分子标记遗传连锁图谱的构建和重要经济性状的QTL定位[D];华中农业大学;2006年
7 汪保华;湘杂棉2号强优势组合杂种优势表现的遗传机理研究[D];南京农业大学;2006年
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9 康乐;利用水稻选择导入系对产量及其相关性状进行遗传剖析[D];中国农业科学院;2008年
10 秦鸿德;陆地棉产量与纤维品质性状QTL定位和标记辅助轮回选择[D];南京农业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 郑灵;白玉米地方种质遗传多样性及基于F_1家系关联分析初探[D];四川农业大学;2011年
3 杨文婷;GA和CCC对不同类型甜叶菊品系主要农艺性状、生理指标及糖苷产量的影响[D];四川农业大学;2011年
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【二级引证文献】
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 黎波涛;杨鸿;石玉真;贾琳;王天抗;袁有禄;;棉花染色体片段代换系的构建及其应用研究进展[A];中国棉花学会2013年年会论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 袁有禄;棉花优质纤维特性的遗传及分子标记研究[D];南京农业大学;2000年
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3 金骏培;陆地棉数量性状遗传分析和产量性状轮回选择的研究[D];南京农业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 葛海燕;棉花黄萎病抗性的遗传及分子标记研究[D];南京农业大学;2003年
2 黄乃泰;湘杂棉2号杂种优势表现及其遗传机理研究[D];南京农业大学;2003年
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1 林范学;香菇分子遗传图谱构建和数量性状座位(QTL)分析[D];华中农业大学;2008年
2 丁西朋;水稻抗旱相关QTL近等基因系及差异应答基因的筛选和鉴定[D];华中农业大学;2011年
3 丁向东;利用系谱传递不平衡检验精细定位QTL[D];中国农业大学;2004年
4 曾华宗;利用QTL进行植物抗旱基因鉴定的生物信息方法和软件的设计与实现[D];复旦大学;2007年
5 赵冬梅;小麦产量相关性状的分子遗传分析及抗赤霉病侵染QTL的分子标记开发[D];南京农业大学;2006年
6 廖祥政;发掘人工合成小麦中增加千粒重的QTL[D];四川农业大学;2008年
7 丁广大;甘蓝型油菜磷高效分子整合图谱的构建及磷高效QTL的定位与分析[D];华中农业大学;2011年
8 沈颖越;稻米脂肪性状QTL稳定性分析及两个稻米品质突变体的基因定位[D];南京农业大学;2010年
9 张迪迪;甘蓝型油菜硼高效QTL的定位及三个QTL簇近等基因系的构建[D];华中农业大学;2014年
10 宋宪亮;异源四倍体棉花栽培种分子遗传图谱的构建及部分性状QTL标记定位[D];山东农业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王毅;玉米本地化生物信息库的构建和QTL的整合、比较及元分析[D];华中农业大学;2006年
2 刘鹏;玉米抗黄曲霉菌QTL的初步定位[D];扬州大学;2010年
3 范方军;水稻第6染色体短臂硅含量QTL的分解和色素原基因C的精细定位[D];中国农业科学院;2007年
4 苏志芳;小麦重要农艺性状QTL的定位[D];内蒙古农业大学;2008年
5 张荣;小麦抗赤霉病性鉴定及QTL初步定位[D];四川农业大学;2008年
6 张孝峰;番茄分子遗传图谱的构建及抗灰霉病QTL的定位[D];内蒙古农业大学;2006年
7 李艳秋;小麦农艺性状QTL的遗传图谱定位[D];内蒙古农业大学;2008年
8 霍燕;小麦茎腐病抗性鉴定及QTL初步定位[D];南京农业大学;2010年
9 张剑霞;利用分子标记辅助选择转移野生稻增产QTL和聚合水稻优良基因[D];华中农业大学;2009年
10 吴玉辉;番茄分子遗传图谱的构建及其抗灰霉病QTL的定位[D];山东农业大学;2008年
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