司笃克氏棉(G.stocksii,2n=2x=26,E1)是棉属野生二倍体种,其主要分布在阿拉伯半岛、巴基斯坦以及东非地区,具有抗棉花卷叶病毒和多种虫害、纤维强度大、高抗旱的特性,如果能将这些优良基因导入到陆地棉栽培种中将会拓宽其遗传基础、改良纤维品质和提高其抗逆性的目的。由于栽培棉与野生棉亲缘关系较远,在与陆地棉的回交过程中容易丢失,因此,本研究利用SSR分子标记辅助选择和细胞遗传学技术,并结合性状调查开展了陆地棉-司笃克氏棉杂种回交后代外源染色体传递的研究。结果如下:(1)将本实验已创建的陆地棉-司笃克氏棉双二倍体同陆地棉进行回交得到五倍体BC1,后与陆地棉连续回交得到BC2,BC3和BC4,我们利用司笃克氏棉和草棉基因组DNA同时作为探针,利用双色荧光原位杂交GISH技术对陆地棉-司笃克氏棉杂种BC2世代287个单株外源染色体附加条数进行了鉴定,结果发现外源染色体附加条数0-10条均有,附加3-8条的单株占83.94%,其中附加5条外源染色体单株最多,为20.55%。对BC3世代75个单株外源染色体附加条数进行鉴定,外源染色体附加条数0-7条均有,附加0-4条单株占比89%,其中附加3条染色体的单株占32%。(2)从本实验室构建的海陆遗传图谱中选择分布在D亚组染色体上的1402对SSR标记,然后从这些标记中筛选出陆地棉与司笃克氏棉之间存在多态性的标记,一共获得了 411对在陆地棉和司笃克氏之间具有共显性的多态性引物,每条染色体上的多态性标记以大约10eM为间隔,删除分布非常密集的标记,最终得到的能用于鉴定陆地棉-司笃克氏棉异源染色体身份的多态性引物有313对,并且这些共线性的多态性标记全是均匀的分布在D亚组的13条染色体上。(3)通过SSR分子标记并结合细胞学GISH技术对BC2和BC3世代进行鉴定,我们发现司笃克氏棉五倍体同陆地棉回交后,原有的13条司笃克氏棉外源染色体会出现不同程度的丢失,我们对13条外源染色体的传递率情况进行了统计,结果表明传递率低的染色体为5Es和12Es,分别为25%和28%,除了这两条染色体外,其余11条染色体的传递率都较高,传递率最高的为6Es,达到了 41%。整体来看,司笃克氏棉染色体在BC,回交的过程中传递率相对来说都比较低,这也说明了司笃克氏棉同陆地棉的亲缘关系远,使得减数分裂时期外源染色体无法进行正常的配对而丢失掉了。(4)利用SSR分子标记手段对BC2,BC3和BC4世代487个单株进行了鉴定,最后发现了 6个单染色体附加系,它们分别是MAAL-1Es、MAAL-2Es、MAAL-4Es、MAAL-10Es、MAAL-11Es、MAAL-13Es,其中 2Es、4Es是和 10Es是在 BC2群体中鉴定得到的,而MAAL-1Es、MAAL-11Es和MAAL-13Es是在BC3群体中得到的,很遗憾的是虽然BC4群体的上一代附加的外源染色体只有两条6Es和13Es,但是在同TM-1回交的过程中,两条染色体均丢失了,没有获得MAAL-6Es。(5)在BC2、BC3世代352个单株中发现了 59株白化苗,白化率为16%。利用SSR分子标记对这些白化苗单独进行鉴定,鉴定的结果发现这些白化苗中有57株都含有4Es染色体,而另外两株白化苗是2Es单体附加系。挑选三个时期对它们进行观察统计,白化类型有斑点状、网状和大块状,白化部位也不相同,种类有子叶轻微泛白而真叶正常、整片真叶白化、真叶边缘白化以及茎杆白化。三个时期白化部位变化情况也有所不同,统计类型有:恢复型、扩散型、非恢复型。(6)对BC1、BC2以及BC3所有单株进行了分子标记SSR和细胞学GISH鉴定并结合性状调查,调查的性状主要包括叶片是否有拱起、柱头外露、花后柱头不脱落、花瓣腺体等一共29个性状。鉴定发现的6个单体附加系因MAAL-1Es、MAAL-4Es和MAAL-11Es尚处于苗期,无法进行成株期性状的调查,其中MAAL-2Es和MAAL-4Es叶片表现为白化,MAAL-10Es叶片颜色很深,MAAL-13Es花器官表现为柱头外露。在BC2群体中叶片拱起的单株染色体组成都含有1Es染色体,柱头外露的单株染色体组成均含有13Es染色体,结铃后柱头持续生长的单株染色体组成同时都含有5Es、10Es、13Es三条外源染色体,花瓣有腺体的单株同时含有2Es和12Es染色体。(7)利用双色荧光原位杂交技术鉴定司笃克氏棉五倍体、六倍体和BC2单株。我们发现有丝分裂中期的染色体在空间排布上呈现出相似的规律,即:形态最小的D亚组染色体集中分布在中心,而形态较大的E组和A组绝大多数染色体分布在外缘,将D组染色体包裹起来,而E组和A组染色体之间并未出现明显的包裹关系。