收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

陆地棉RIL群体遗传图谱构建及产量与纤维品质QTL定位

孔广超  
【摘要】: 棉花是我国重要的经济作物之一,其生产不仅关系农业生产的经济效益,同时还极大地影响着纺织和服装工业发展。随着纺织业技术改进和人民生活水平提高,棉花的市场需求有了较大增长,尤其是对棉花纤维品质提出了更高要求。然而棉花产量和纤维品质都属典型的复杂数量性状,传统育种方法很难实现棉花产量和纤维品质同步改良。现代遗传学和分子生物学的发展可将控制复杂性状的多个遗传因子分解成类似于单个孟德尔因子进行研究,将遗传标记与复杂的数量性状QTL位点相关联,通过检测和追踪某个或某几个分子标记,实现对复杂数量性状的遗传操控,从而实现对棉花产量和纤维品质性状的分子标记辅助选择和改良。 本研究在目前开发的大量棉花SSR分子标记的基础上,采用以PCR为基础的分子标记(SSR、SRAP和RAPD)技术,以陆地棉重组自交系(RIL)群体为研究对象,构建了具有高密度的陆地棉分子标记遗传图谱,对棉花产量与纤维品质相关性状进行了QTL定位,并对其效应进行了研究。同时基于该RIL群体创建了的棉花永久F_2群体(IF_2群体),并对其纤维品质分布特点及其在棉花纤维品质性状QT1定位中的应用进行了探索。主要研究结果如下: (1)以两个亲缘关系较远、棉花产量及纤维品质性状均存在较大差异的陆地棉品种HS46和MARCABUCAG8US-1-88为亲本,通过改良行混合法培育而成的RIL群体为材料。通过3年3点4个环境下的棉花产量及纤维品质性状调查,结果显示该RIL群体的两个亲本品种在棉花产量以及纤维品质性状上均存在显著差异。同时该RIL群体在籽棉产量、皮棉产量、衣分、铃重、衣指和籽指上均具有较大变异,纤维品质性状也存着较大的变异,且群体中以上各性状均符合正态分布。这表明该RIL群体是一个优良的遗传研究群体,可用于棉花遗传图谱构建及其棉花产量和纤维品质性状QTL定位研究。 (2)以SSR标记为主,结合SRAP和RAPD标记技术,建立了包含388个分子标记、共30个连锁群、覆盖1946.22cM遗传距离的陆地棉种内遗传图谱。该图谱是目前以陆地棉种内重组近交系群体为对象所建立的具有较高密度的棉花分子标记遗传图谱,其覆盖了棉花基因组41.55%,标记间平均遗传距离为5.03cM,最小标记间距为0,最大标记间距为37.53cM。根据已定位于特定染色体上的SSR标记,将所构建的30个连锁群中的15个定位于14条染色体上,其中A亚组的7条染色体包含133个标记,覆盖683.44cM;D亚组的7条染色体中拥有70个分子标记,跨度为373.00cM。这表明A基因亚组比D基因亚组大或者A基因亚组较D亚组具有更多交换、重组机会。通过与前人的研究比较,研究所构建的遗传图谱中有11条染色体或连锁群在棉花基因组中存在不同程度的同源性,证明了棉花的基因组内不同染色体间存在一定同源性。 (3)四个环境下的棉花产量性状的联合方差分析表明,环境对棉花产量具有较大影响。因此,采用四个环境下的棉花产量调查数据开展多环境联合QTLs定位将更有意义。在联合QTL定位中。共检测到与籽棉产量相关QTLs共33个,与皮棉产量相关QTLs共23个,与衣分有关QTLs共6个,与单铃重有关QTLs共14个,与籽指有关QTLs共20个,与衣指有关的QTLs共13个。其中共有21对QTLs是通过上位性效应来影响棉花产量及其相关性状,且加加上位性QTLs的总贡献率较加性QTLs总贡献率大。这表明上位性效应是影响棉花产量及其相关性状的重要因素。在QTLs与环境互作以及上位性与环境互作检测中,共检测到9个加性QTLs与环境的互作效应达到了显著或极显著水平,另有17对加加上位性QTLs与环境的互作效应也达到了显著或极显著水平,且互作效应的表型贡献率较大。这表明环境与OTL互作对棉花产量及其相关性状具有重要影响,因此要培育具有广泛适应性的棉花品种,必须聚合更多QTLs才可能实现。同时所检测到的与棉花籽棉产量相关的单个QTL的效应都较小,且试点环境差异程度和采用的环境数量也会对其遗传效应产生影响。可见,仅通过对个别QTLs的选择,对于棉花产量性状的改良效果不明显,只有实现大量优势QTLs的聚合才能获得较大产量性状的遗传增益。 (4)共检测到与棉花纤维品质性状相关的QTLs 25个,其中有10对QTLs位点的上位性效应达到了显著或极显著水平。这些上位性位点涉及到分布于13条染色体或连锁群中的19个QTLs,其QTLs数目与染色体或连锁群数目均明显大于具显著效应的加性QTLs数目与所涉及的染色体或连锁群的数。同时,所检测到的上位性QTLs的累加表型贡献率也较加性效应的累积贡献率大,而且这些加加上位性所涉及到的QTL多属于本身加性效应未达到显著水平的位点。可见上位性效应在棉花纤维品质性状的遗传中具有重要作用,是纤维品质性状QTLs定位中不可或缺的重要组成部分。同时研究中所检测到的与棉花纤维品质性状相关的单个QTL的效应也都较小。可见,通过仅对个别QTLs的选择,对于棉花纤维品质性状改良的效果不明显,而只有实现大量优势QTLs的聚合才能获得较大的棉花纤维品质性状的遗传增益。与棉花产量性状相比,与纤维品质性状相关的QTLs数目(包括与环境互作效应达到显著水平的QTLs以及上位性效应达到显著水平QTLs)要少得多,这反映出棉花纤维品质性状较产量性状遗传机理可能要简单些,这也预示着棉花纤维品质性状的遗传改良较产量性状要容易一些。 (5)研究建立了基于RIL群体的陆地棉永久IF_2群体,并对该IF_2群体中各项纤维品质性状在两个环境下进行了调查,结果表明该IF_2群体各项纤维品质性状的平均值均界于双亲之间或与两亲本品种相应性状的差异不显著,且各纤维品质指标的群体平均值与两亲本间杂交所形成的F_1对应值相似或更高,同时该IF_2群体中各项纤维品质指标均呈现良好的正态分布。且该IF_2群体与原RIL群体的各项纤维品质性状均值间均无明显差异,或部分指标的标准差也都非常接近,甚至IF_2群体中的个别指标标准差还高于RIL群体。 以该IF_2群体为对象,共检测到与棉花纤维品质性状相关的QTLs共30个,分布于16条染色体或连锁群。其中与显性效应有关的QTLs共17个,涉及15条染色体或连锁群,其显性效应及其所能解释的表型变异百分率均较大,也检测到了具有显著效应的加显上位性、显加上位性及显显上位性,且部分上位性效应与环境互作也达到了显著水平。可见,显性效应是纤维品质性状遗传中不可缺少的重要部分。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 蒋克明,刘智民;棉花优质与兼抗育种之我见[J];中国棉花;1987年05期
2 陈国平,沈新莲,周宝良,顾立美,陈松,黄骏麒,阮锡根;高强纤维棉花种质系的纤维品质初析[J];江苏农业科学;1996年01期
3 袁有禄,张天真,郭旺珍,潘家驹,R.J.Kohel,熊宗伟,唐淑荣;棉花纤维品质性状的遗传稳定性研究[J];棉花学报;2002年02期
4 肖松华,狄佳春,刘剑光,许乃银,陈旭升;我国棉花品种纤维品质的现状及发展对策[J];科技导报;2002年12期
5 张志刚,陈金湘,曾昭云,杨芳荃,李景龙,杨晓萍;栽培因子对棉株不同座果点纤维品质影响的研究[J];棉花学报;2003年01期
6 赖占钧,彭荷澜,肖秋兰;江西苧麻品种纤维品质分析报告[J];江西农业科技;1980年11期
7 雷继清;;改进棉花品质育种之浅议[J];山西农业科学;1983年09期
8 朱绍琳;棉花良种繁育方法的探讨[J];中国棉花;1986年05期
9 朵建中;王道均;;特早熟棉花丰产品种纤维品质评述及分析[J];山西农业科学;1986年09期
10 ;国内外科技信息[J];河南农业科学;1988年07期
11 张卫民;董忠义;;气象因子与棉花纤维品质的关系[J];中国农业气象;1991年02期
12 胡尚钦,杨晓,唐时嘉,罗有芳,张建辉;紫色土施氮磷钾对棉花纤维品质的影响[J];山地学报;1996年S1期
13 吴征彬,陈鹏,赵忠利,谢红彬;陆地棉新品系一些重要性状之间的相关关系研究[J];上海农业学报;2003年02期
14 陈金湘,李瑞莲,陈步阳,刘海荷;棉花杂交种F_1、F_2纤维品质性状比较研究[J];棉花学报;2004年06期
15 李伟明,刘素恩,王志忠,林永增;棉花纤维品质年际间变化及气象因素影响分析[J];棉花学报;2005年02期
16 潘兆娥;杜雄明;孙君灵;周忠丽;庞保印;;遮光对彩色棉的色泽及纤维品质的影响[J];棉花学报;2006年05期
17 上官小霞;吴霞;梁运生;张林水;李燕娥;;兔角蛋白基因转化棉花及其纤维品质的改良[J];中国生态农业学报;2008年02期
18 吴立强;郑敬业;王志伟;马峙英;;彩色棉种质资源创新研究[J];河北农业大学学报;2008年05期
19 王树林;刘金华;孙国荣;许凤荣;林永增;祁虹;王志忠;李志峰;;冀中棉区棉花适宜种植密度筛选研究[J];河北农业科学;2010年01期
20 龙松华;陈信波;邓欣;邱财生;刘其宁;刘飞虎;郝冬梅;郭媛;王玉富;;不同生态条件下亚麻基因表达谱的基因芯片分析[J];中国麻业科学;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张海芝;;影响河南周口市棉花纤维品质的主要因素分析及改善途径[A];中国棉花学会2010年年会论文汇编[C];2010年
2 曹志斌;郭旺珍;张天真;;利用CSIL改良新疆陆地棉品系纤维品质的研究[A];现代分子植物育种与粮食安全研讨会论文集[C];2011年
3 詹有俊;任福成;杨涛;孙建船;庄生仁;南宏宇;杨军;;河西走廊特早熟陆地棉纤维品质现状[A];中国棉花学会2004年年会论文汇编[C];2004年
4 杨伟华;许红霞;王延琴;周大云;冯新爱;孙晓陆;陈贺;;不同收获时期的棉花纤维品质比较研究[A];中国棉花学会2007年年会论文汇编[C];2007年
5 陈曦;许乃银;孔繁玲;刘文欣;;中国棉花品质区划初探[A];中国棉花学会2007年年会论文汇编[C];2007年
6 马富裕;曹卫星;李少昆;周治国;郑重;杨建荣;;棉铃发育和纤维品质与光照强度关系的定量分析[A];中国棉花学会2004年年会论文汇编[C];2004年
7 孙东磊;梁钰;李存东;耿世明;杨丽娜;李春强;杨永胜;;气象因子对棉花纤维品质的影响[A];第26届中国气象学会年会气象灾害与社会和谐分会场论文集[C];2009年
8 王家宝;高明伟;崔正鹏;谷登斌;杨静;王留明;;抗虫杂交棉F_1与F_2的比较[A];中国棉花学会2009年年会论文汇编[C];2009年
9 杨伟华;唐淑荣;许红霞;王延琴;周大云;匡猛;冯新爱;;转基因与非转基因棉花品种纤维品质比较分析[A];中国棉花学会2010年年会论文汇编[C];2010年
10 赵红霞;王士杰;万艳霞;朱继杰;史立强;张晓;郑莎莎;李妙;王国印;;不同气候条件对棉花纤维品质的影响[A];中国棉花学会2011年年会论文汇编[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈红;利用三个重叠重组自交系精细定位棉花染色体24部分区段的纤维品质及产量性状QTL[D];南京农业大学;2009年
2 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
3 杨鑫雷;四倍体棉花纤维品质相关性状QTL定位及元分析[D];河北农业大学;2013年
4 张轲;利用三亲本复合杂交群体构建陆地棉遗传连锁图谱与纤维品质QTL定位[D];西南大学;2011年
5 张正圣;陆地棉遗传连锁图谱的构建与纤维相关性状的QTL分析[D];西南农业大学;2005年
6 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
7 林忠旭;棉花分子标记遗传连锁图构建和产量、纤维品质相关性状定位[D];华中农业大学;2005年
8 马富裕;棉铃发育及纤维品质形成的生态效应与模拟研究[D];南京农业大学;2004年
9 杨昶;棉花抗黄萎病基因分子标记定位研究[D];南京农业大学;2007年
10 李玲;镉胁迫对陆地棉生长发育、产量和品质的影响及其耐镉性的遗传研究[D];浙江大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张志刚;栽培因子对棉株不同座果点纤维品质影响的研究[D];湖南农业大学;2002年
2 杨廷良;苎麻钙素营养特征及其对纤维产量、品质的影响[D];湖南农业大学;2005年
3 王庆材;花铃期遮荫对棉纤维发育及叶片生理特性的影响[D];山东农业大学;2005年
4 王淑芳;陆地棉纤维相关性状的遗传及分子标记研究[D];中国农业科学院;2005年
5 李建华;新型激活蛋白对棉花生理特性及纤维品质的影响[D];湖南农业大学;2006年
6 巫兰;钾素对棉花生长发育及纤维品质影响的研究[D];新疆农业大学;2010年
7 张保才;AB-QTL法定位海岛棉优异纤维品质基因和抗黄萎病基因[D];中国农业科学院;2006年
8 王文生;Pima90-53细菌人工染色体(BAC)文库构建及抗黄萎病相关基因筛选[D];河北农业大学;2006年
9 程明玲;中棉所63不同果枝纤维品质研究[D];湖南农业大学;2011年
10 张超波;黑龙江地区不同汉麻品种的纤维品质和可纺性的研究[D];大连工业大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;农业部公布2003年棉花主栽品种纤维品质测试结果[N];中华合作时报;2004年
2 国欣棉花研究所 卢秋英;怎样提高棉花采摘质量[N];河北农民报;2007年
3 ;“三杂棉4号”(SHO1-3)品种简介及栽培技术要点[N];湖北科技报;2006年
4 本报记者 倪群鸣;国审棉园地新添奇葩——C111[N];湖北科技报;2009年
5 河北省冀科种业有限公司;国抗2006棉花种植试验表现不错[N];河北科技报;2007年
6 ;福伊特新型结构成形网凸显诸多优点[N];消费日报;2009年
7 辛集市农业技术推广中心 高树凯 乔国梅 郭兰英 何叶;棉花“三分”增效益[N];河北科技报;2009年
8 河北省农科院粮油作物研究所 河北冀丰棉花科技有限公司 李妙 提供;如何科学选择棉种?[N];河北科技报;2006年
9 孙维福;棉花分子育种牢牢植入“中国印记”[N];农民日报;2008年
10 记者 张爱虎 通讯员 张琼华;200万亩棉田从中受益[N];湖北日报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978