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棉花抗黄萎病基因分子标记定位研究

杨昶  
【摘要】: 棉花是主要的经济作物,在我国国民经济中占有重要地位。棉花黄萎病是严重危害棉花生产的病害之一。近年来,黄萎病在我国很多棉区连续大面积发生,已成为我国棉花生产发展的一大障碍。选育和种植抗病品种是控制该病发展最有效的手段,但目前生产上还没有一个真正的抗病品种,其中最重要的原因是缺乏有效的抗源,因此深入开展棉花抗黄萎病的遗传研究,寻找与抗病基因紧密连锁的分子标记并用于抗病育种中具有重要的意义。 本研究利用分子标记的方法,分别对海岛棉和陆地棉抗黄萎病QTL进行了定位,并对陆地棉的产量和纤维品质性状的QTL进行了初步定位,主要结果如下: 一、海岛棉抗黄萎病QTL定位 用一个抗黄萎病海岛棉品种海7124和一个陆地棉感病品种军1配制杂交组合,得到一个含128个单株F_2分离群体,同时与军1回交得到含96个单株的BC_1群体,自交产生BC_1家系。用F_2群体构建了一张含372个SSR、3个RGAP和5个DDRT位点,全长2726.89cM,标记平均间距为7.29cM的海陆种间遗传图谱。对F_2群体接种了非落叶型中等致病力黄萎病病菌BP2,分别在苗期和成株期检查了群体发病情况,用复合区间作图法进行抗病QTL检测:苗期检测到了4个QTL,分别定位在A5、A7和A8染色体上;成株期检测到了3个QTL,分别定位在A5、A7和A9染色体上,解释的表型变异范围为8.0%-17.1%。用BC_1群体构建了另一张含204个SSR位点,全长1772.54cM,标记间平均间距8.65cM海陆种间遗传图谱。对BC_1家系分别接种了BP2菌系和两个落叶型菌系VD8和592,分别在苗期和成株期检查群体的发病情况,用复合区间作图法进行抗病QTL的检测:在BP2病池中,苗期检测到了1个QTL,成株期检测到了2个QTL,这些QTL分别定位在D4、A8和D4染色体上;在VD8病池中,苗期检测到了2个QTL,成株期检测到了3个QTL,分别定位在A5、A8、A5、D5和D11染色体上;在592病池中,苗期检测到了3个QTL,定位在A5和D5染色体上,成株期检测到了2个QTL定位在D5和D11染色体上,这些QTL解释的表型变异范围是7.8%-22.3%。结果说明了海岛棉中在不同的时期针对不同的病菌有不同的抗性QTL发挥作用。 二、陆地棉抗黄萎病QTL定位 用一个抗黄萎病陆地棉品系5026和一个陆地棉感病品种李8配制杂交组合,得到一个含154个单株的F_2群体自交得到F_(2:3)家系,同时用该组合配制了一个含169个家系的RIL群体。对F_(2:3)家系接种了VD8病菌,对RIL群体分别接种了BP2、VD8和592病菌,分别在苗期和成株期考查各病池中群体的发病情况,对两个群体的抗病遗传用主基因+多基因混合遗传模型进行分析,得到的结果显示陆地棉的抗病性为两个主基因遗传。用F_2群体构建了一张含99个SSR位点、21个连锁群、全长760.88cM,标记间平均距离为7.69cM的陆地棉品种间分子标记遗传连锁图。对F_(2:3)家系抗病情况用复合区间作图法进行抗病QTL检测:苗期检测到了3个QTL,分别定位在LG01连锁群和D8、D7染色体上;成株期检测到了4个QTL,分别定位在连锁群LG01和染色体A11、D8、D7上,这些QTL解释的表型变异范围为6.39%-33.22%。对RIL群体抗病情况用复合区间作图法进行抗病QTL检测:在BP2病池中,苗期检测到了3各QTL,成株期检测到了1个QTL,这些QTL被分别定位在A5、D6、D9/D10和D11染色体上;在VD8病池中,苗期和成株期分别检测到了2个和1个QTL,这些QTL分别被定位在A11、A8和D9/D10染色体上;在592病池中,苗期和成株期分别检测到了3个和1个QTL,这些QTL分别被定位在A5、A11/D11、A8和A5染色体上,这些QTL解释的表型变异的方差范围是5.36-11.8%。 三、陆地棉产量和纤维品质性状QTL定位 用已构建好的RIL群体为材料,各个家系种一份于大田中,分别考查了产量和纤维品质的相关性状,用复合区间作图法对这些性状进行QTL检测。在产量方面共检测到了11个QTL,其中皮棉产量性状有2个QTL、籽棉产量性状有1个QTL、单株果枝数性状有2个QTL、单株铃数性状有1个QTL、铃重有2个QTL、衣分、籽指、衣指各有1个QTL;纤维品质方面共检测到了9个QTL,其中纤维长度、纤维比强度和伸长率个有2个QTL,马克隆值、整齐度和短纤维指数各有1个QTL。


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