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《山东农业大学》 2010年
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棉花分子图谱构建、偏分离位点的比较作图和棉花品种遗传多样性分析

卫泽  
【摘要】: 棉花(Gossypium spp.)是一种重要的经济作物,不仅是世界上纺织工业中重要的天然纤维来源,而且也是重要的食用油来源。遗传基础狭窄已经成为目前限制陆地棉遗传改良的主要因素。分子遗传图谱无论在基因定位和辅助选择以及重要基因的图位克隆方面,还是在研究棉花的基因组组织结构和起源进化方面都具有重要的理论和应用价值。本研究利用海陆种间杂交组合“TM-1×海7124”的F_2为作图群体,用同一材料组配了其他的4个BC_1群体和1个F_2群体进行了群体比较作图,同时对57份棉花品种从表型和基因型进行了聚类分析。研究的主要结果如下: 1.利用456对在双亲间有多态的SSR引物,共获得677个标记位点,其中显性标记170个;最后有484个标记(71%)标记定位在图谱上,该图谱共有55个连锁群,分布于全部26条染色体上,图谱长度2799.57cM,标记间的平均遗传距离为5.78cM。其中At亚组有224个位点,覆盖了1746.453 cM,标记间平均距离为7.83cM;Dt亚组有260个位点,覆盖了1323.117cM,标记间平均距离5.05cM。此连锁图中,Chr.16(D7)上标记最多(82个),Chr.14(D2)上标记最少(4个),Chr.19的图谱最长(215.876 cM),Chr.14的图谱最短(26.113 cM),不同染色体上的标记平均间距在2.17 cM(Chr.7)-15.73 cM(Chr.10)之间。该F_2图谱的构建为下一步对原BC_1图谱的整合,构建一个高密度海陆遗传图谱奠定了基础。 2.偏分离是指观察到的基因型比例偏离预期的孟德尔频率的分离方式,它是在许多遗传作图研究发现的普遍现象。在原BC_1遗传图中A7、D7上发现大量偏分离位点和聚集区,通过不同群体间比较作图结果表明,在所构建的F_2图谱中,对A7-D7上的偏分离聚集区的标记与原BC_1图谱进行了比较,在F_2图谱上,A7-D7聚集区上的偏分离位点有42个,而在原BC_1中有52个偏分离位点,且F_2中有15个与原BC_1上的位点一一对应,偏离方向一致,说明A7、D7上的偏分离区段符合SDR的特征,并且在不同群体间稳定检测到;在其他三个回交群体中有49个标记偏分离但偏分离情况有所不同,通过在A7-D7上的聚集区中的偏分标记在不同群体间的比较分析得出,偏分离与雄配子的选择以及细胞质效应有关。同时利用复合区间作图在D7上找到一个与花粉育性相关的QTL,进一步说明偏分离与雄配子选择有关。对于棉花A7-D7上偏分离位点的遗传效应分析和比较作图在国内外尚属首次。 3.在对国内外57份材料的聚类分析,结果表明:品种间遗传相似系数在0.45-5.56之间,说明供试种质具有较大的遗传变异。根据UPGMA法构建聚类树状图,基于产量性状的聚类,在平均遗传距离水平上,可将57份材料分为3类,第一类衣分最高,平均值达38.22%,单株皮棉产量也达到最高,平均值为29.35g;第二类的籽指和单株籽棉产量最高,其平均值达12.05g和76.73g;第三类铃重最大为5.54g。基于纤维品质性状的聚类,第一类整齐度和马克隆值最高,平均值分别为48.04%和4.36;第二类的纤维长度及伸长率最大,平均值分别为31.57mm,7.11% ,第三类的比强度最大,为36.18 cN/tex。基于SSR分子标记的聚类57份材料可聚为三大类。不同聚类方法的结果间存在一定差异,可能与不同方法反映的多态性水平不同。各种聚类结果都表明同一国家的品种遗传差异较小,国家间品种存在较大差异,但也存在明显的相互渗透,多数品种没有表现出明显的地域差异。本研究为今后这些国外材料得到更好的利用提供了依据。
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