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《河北农业大学》 2008年
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棉花有益突变体的创制及突变性状的分子遗传学鉴定

穆国俊  
【摘要】: 采用EMS化学诱变、~(14)N重离子注入及~(60)Coγ射线辐照3种诱变方式处理冀棉20、农大156和农抗2号棉花品种,利用四分位法和系谱选择法筛选到植物学性状、产量性状和纤维品质性状突变体并采用SSR标记对突变体进行分子水平鉴定。筛选得到的有益突变体不仅可以丰富棉花种质资源同时也为相应基因的分离和克隆提供了研究材料。主要研究内容与结果如下: 1.采用1.5%甲基磺酸乙酯(EMS)处理农大156种子幼胚获得棕纤维、无棉酚腺体突变体。对M_1代浅棕纤维材料的进一步遗传分析,证实纤维颜色是由1对基因控制(1白色:2浅棕色:1深棕);纤维颜色与纤维品质性状明显负相关,随着纤维颜色加深纤维长度逐渐变短、强力逐渐变低、麦克隆值逐渐变大、伸长率逐渐提高。在基因组SSR标记的DNA水平上检测验证了突变体与野生型之间的遗传差异性。 2.采用250Gy的~(60)Coγ射线辐射农抗2号种子,在M_2代获得了超鸡脚叶、无棉酚腺体突变体。该突变体的叶形基因为L°L°、无腺体基因为glgl。利用经典遗传学方法证实超鸡脚叶对阔叶为不完全显性;突变体的无色素腺体性状是由1对隐性基因控制,并且与叶形基因独立遗传。基因组SSR标记的DNA水平上检测验证了遗传差异性。 3.采用0.5%EMS诱变冀棉20种子。通过四分位法结合系谱选择,在M_4代获得了M_4-66-4和M_4-236-5两个突变体。M_4-66-4的绒长为26.58mm较对照降低了1.99mm、比强度为24.8cN/tex较对照下降了1.90 cN/tex;M_4-236-5的绒长为30.44mm较对照提高了1.87mm、比强度为30.00cN/tex较对照提高了3.30 cN/tex。突变体M_(4:5)家系的绒长和比强度表现稳定。在60对与纤维长度相关和52对与纤维强力相关的SSR引物中BNL1414、BNL1434、BNL2821、BNL1421、BNL4030和JESPR300六对引物能够在突变体与冀棉20之间扩增出明显差异的多态性33条。两个突变体的M_(4:5)家系的SSR多态性条带表现稳定。该结果从分子水平验证了突变体M_4-66-4、M_4-236-5的遗传稳定性及其与冀棉20的遗传差异性。 4.采用0.125%EMS对冀棉20进行合子诱变。在M_3代筛选到突变体合诱M_3-4-2,其籽指为13.12g高出对照3.61g,M_(3:4)家系表现稳定。采用0.5%EMS对冀棉20进行种子诱变,在M_4代选择到突变体M_4-97-2-4,其籽指为6.80 g低于对照4.08g,M_(4:5)家系表现稳定。通过对合诱M_3-4-2、M_4-97-2-4和冀棉20的SSR标记多态性分析,在17对与籽指相关的SSR引物中JESPR114和CIR354两对引物在突变体与冀棉20之间共扩增出4条多态性条带。对突变体的后代家系进行DNA标记多态性检测,4条多态性条带表现稳定。该结果从分子水平验证了突变体合诱M_3-4-2、M_4-97-2-4的遗传稳定性及其与冀棉20的遗传差异性。 5.采用1.5%EMS对农大156进行种子诱变。在M_4代筛选到突变体N-156M_4-101-3,其绒长为30.28mm较对照提高了1.38mm、比强度为31.20cN/tex较对照提高了1.1cN/tex、麦克隆值为4.86较对照提高了1.03。M_(4:5)家系表现稳定。采用80 Gy~(14)N重离子注入农大156。在M_3代筛选到突变体~(14)N-156 M_3-100-4,其绒长为27.42mm较对照下降了1.48mm;比强度为23.70cN/tex较对照下降了6.4cN/tex;麦克隆值为5.13较对照提高了1.30。M_(3:4)家系表现稳定。对~(14)N-156 M_3-100-4、N-156 EMSM_4-101-3与农大156进行SSR多态性差异检测。在60对与纤维长度相关、52对与纤维强力相关、42对与麦克隆值相关的SSR引物中,BNL2821、BNL3280、BNL4030、BNL1513和TMG8五对引物能够在突变体与农大156之间扩增出16条多态性条带。两个突变体的后代家系的SSR多态性与两个突变体的品质性状表型一致,在分子水平上验证了两个突变体纤维长度、强力及细度的遗传稳定性及其与农大156的遗传差异性。
【学位授予单位】:河北农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:S562.035.3

【参考文献】
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