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棉花是世界上重要的天然纤维作物和重要的经济作物,棉纤维是纺织工业的重要原料。在棉花的两个四倍体棉花中,海岛棉品质好、黄萎病抗性强,但产量低,陆地棉产量高,适应性广但品质差、抗病性弱。如果能将陆地棉的高产基因和海岛棉的优质抗黄萎病基因有效结合,对我国棉花产量、纤维品质和抗黄萎病同步改良有着重要的意义。长期以来育种家们做了大量的工作企图把海岛棉的优异性状和陆地棉的高产性状集合在一起,但却没有取得明显的进展。而通过分子标记辅助选择培育的含有海岛棉渐渗片段的陆地棉背景的染色体片段代换系是育种家研究利用和数量性状位点(QTL)定位研究的理想的材料。 本研究中,选用300份中棉所36背景的陆海渐渗系(中棉所36*海1构建的BC5F3.5)作为实验材料,基于本实验室构建的陆海种间高密度分子遗传连锁图谱,按照SSR/10cM的标准从该图谱上选择597对SSR标记,进行了分子基因型检测。 300份中棉所36背景的陆海渐渗系于2015年和2016年分别在安阳和石河子两个地点分别进行两个重复的田间种植试验及温室2015年6个重复的大丽轮枝菌V991感染苗期试验,根据发病情况在温室进行了3个时期和大田8个时期的黄萎病性状的调查。通过QTL定位,共鉴定出60个黄萎病相关QTLs,主要分布在除了04、08、13,16和18号染色体外的21条染色体上,而且可解释3.8-11.9%的表型变异。其中,在2个环境以上稳定的病指QTLs有32个。利用Biomercator4.2软件,利用本文QTL及文献已发表的QTL,通过Meta分析,鉴别出30个QTLs热点区域,其中包括13个是新的、未报道的QTLs。Meta分析暗示了10QTLs与前人的一致,而50个是新的没被报道的QTLs。 这些稳定的或与前人研究一致的QTLs及热点区域值得进行进一步的研究,更好地揭示黄萎病抗性的遗传和分子机制。本研究为后续的比较分析和棉花育种中的分子标记辅助育种选择提供了大量的有用信息,而这些为下一步的精细定位、基因克隆以及整个基因组的分子设计育种计划等奠定了坚实的基础。 基于300份中棉所36背景的陆海渐渗系在4个环境(2015年和2016年分别在安阳和石河子)的产量和纤维品质的表型性状的数据,共鉴别出分布于23条染色体上的191个QTLs,其中98个纤维品质相关和93个纤维产量相关QTLs。这191个QTLs中,94个QTLs分布在A亚组,97个QTLs分布在D亚组。相较于其他的染色体,Chr03、Chr05和Chr20三条染色体上鉴别出了更多的QTLs,然而在Chr04、Chr08和Chr21三条染色体中没有发现相关的QTLs。其中54个QTLs具有一致性或稳定性。 我们在15条染色体上共发现34个QTL簇,且这些QTL簇包含了99个纤维品质和产量相关的QTLs,而且大多数稳定的QTLs均在这些QTL簇区域中。因此,这些QTL簇可作为分子辅助育种的目标区域以进一步提高棉花纤维的产量和品质。通过与前人的研究成果,我们发现了53个相同的QTLs,包括15个纤维长度、11个纤维强度、5个纤维马克隆值、4个纤维伸长率、5个纤维整齐度、4个衣分、4个铃重、3个籽指和2个株高相关的QTLs,138QTLs是我们新发现的QTLs。而这些稳定且相同的QTLs为后续的分子标记辅助育种奠定了坚实的基础。 在本研究中,发现了7个大的clusters即C01-cluster-1,C05-cluster-4,C07-cluster-l,C19-cluster-2,C20-cluster-1,C22-cluster-1和C22-cluster-2,增效基因来自海岛棉,能同步改良纤维品质与黄萎病抗性,降低病指,3个大的clusters即C10-cluster-1,C20-cluster-1,C25-cluster-1,增效基因来自海岛棉,能同步改良纤维产量与黄萎病抗性,降低病指,其中C20-cluster-1是很重要的,与棉花黄萎病抗性、纤维品质与产量都有关系。因此,这些QTL簇和QTLs对提高棉花的品质和抗病性以及棉花的育种都具有重要意义。