陆地棉纤维相关性状的遗传及分子标记研究

【摘要】：本论文将利用来自亚洲棉渐渗的纤维强度突出的陆地棉优质新品系(0-153和0-212)与陆地棉转基因抗虫新品系(9708和6177)为亲本,构建9708×0-153和6177×0-212的F_2及F_(2:3)分离群体,通过分子标记筛选表现稳定的主效QTL,从而为研究纤维品质性状基因的相互作用及分子标记辅助育种利用奠定基础,提高我国棉花品种的纤维品质水平,满足纺织工业的发展和人民生活水平的提高的需要。 1.应用数量性状主基因-多基因混合遗传模型对两个组合的纤维品质性状进行遗传分析。结果表明多数品质性状是由一个主基因和多基因控制。比强度的主基因遗传率最大,F_2为14.36%,其余性状的主基因遗传率均较小。品质性状均以多基因的遗传率为主,在F_2中为27.88%-50.42%。 2.利用940对SSR引物对组合(9708×0-153)F_2群体筛选,共得到57个多态性标记,35个标记构建了11个连锁群,覆盖497.9cM,占棉花总基因组的11.07%。第4和6连锁群可能定位到A01染色体组上。 3.利用F_2和F_(2:3)单株平均值及F_(2:3)行花数据,IM和CIM共找到产量及构成因素的19个QTLs,1个抗黄萎病的QTL,10个QTLs能用两种方法同时检测到。得到单株皮棉、铃重、衣分、衣指、子指、果枝数、一次花率和抗黄萎病的QTLs个数分别为1、4、4、3、1、4、2和1个。共找到纤维品质相关性状16个QTLs,9个QTLs能用两种方法同时检测到。得到纤维比强度、HVICC长度、麦克隆值、纤维伸长率和纤维整齐度的QTLs个数分别为5、5、2、2和2个。 4.产量相关性状的任何QTL在多世代表现稳定,因此,有必要进一步培育高代重组自交系进行分析。纤维强度的2个QTL,长度的2个QTL,麦克隆值及纤维伸长率各1个QTL能在两个世代(或2种取样方式)同时检测到。这些在不同世代中均能预测到的主效QTL,可以用于标记辅助育种。 5.纤维比强度的2个QTL(FS-6-2和FS-7-3),增效基因全部来自0-153,能在两个世代稳定存在,FS-6-2 F_2世代解释的表型变异为12.37%,F_(2:3)世代解释表型变异为20.36%,加性效应为较高的正值:FS-7-4解释表型变异为10.68%-27.77%。这2个QTL的显性效应均为较高的负值,即杂合状态下表现型值偏低亲,通过标记辅助选择具有重要意义。 6.HVICC长度性状的2个QTL能在两个环境下稳定存在。一个在两个世代稳定存在,位于第7连锁群。另一个在F_(2:3)两种取样方式稳定存在于第9连锁群。1个纤维细度性状的稳定QTL,能够在不同世代(或取样方式)稳定存在,分别解释表型变异24.84%、19.69%和14.54%。纤维伸长率的一个QTL,能在2个世代稳定存在,解释表型变异达17.40%和19.88%。这些QTL的增效基因全部来自9708。 7.本研究的9708×0-153及6177×0-212群体F_(2:3)家系中选出皮棉产量超过高亲(9708)90%以上的家系7个,纤维强度29.30-31.50cN/tex,超过亲本4.25-6.45cN/tex。而纤维强度突出的品系8200和8410,产量为对照的85.55%和83.03%,强度分别为34.10和34.00cN/tex。进一步自交选择,可望选出产量与对照相当,品质突出的品系。