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棉花是世界上重要的经济作物,棉纤维是优良的天然纤维。有色棉与光子棉较常规棉来讲,虽有其独特的优势,但由于纤维颜色性状及光子性状均与棉花衣分成负相关,已成为其推广利用的一个制约因素。因此,提高棉花产量依然是目前棉花育种的主要目标性状,研究棉花产量性状的遗传规律对指导棉花产量育种具有十分重要的意义。衣分是棉花重要的产量构成因素,提高衣分对提高棉花品种的纤维产量具有较大作用。本文利用棕色和光子纤维突变材料,创建F2分离群体,研究棉花棕色纤维、显性光子及衣分性状的遗传、QTL定位,探讨纤维突变性状及一些形态性状对衣分的影响。结果如下:
1)TX9107光子和TX9107毛子材料的获得
通过对引进的TX9107无绒有絮资源材料(TX9107光子)进行种植鉴定,在其后代中筛选获得一个有绒有絮单株材料,进一步自交纯合保存,将该材料命名为TX9107毛子。通过形态调查和SSR标记检测,结果表明:除在短绒发育上有差异外,TX9107光子和TX9107毛子其他形态性状无差异,遗传背景很相近,推测为近等基因系。
2)棕色纤维性状对衣分的影响
利用棕色纤维突变体材料H10与T586配置的杂交组合来研究棕色纤维对衣分性状的影响,结果表明:棕色纤维性状呈现单基因控制,但表现为不完全显性;棕色基因对衣分具有减效作用,可解释表型变异的5.08%。主基因-多基因分析表明,该组合中衣分的最适遗传模型为E-O模型,即两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传模型。主基因遗传率为82.23%,多基因遗传率为9.05%,主基因遗传率大于相应世代的多基因遗传率。由此可见,这个杂交组合的衣分性状以主基因遗传为主。通过衣分QTL作图,检测到1个QTL位于棕色基因与NAU3181之间,可解释23.81%的表型变异.
3)显性光子性状对衣分的影响
利用光子突变等位基因系TX9107毛子、TX9107光子与T586配置的杂交组合来研究显性光子对衣分性状的影响。结果表明:显性光子性状呈现单基因控制,表现为完全显性:显性光子基因(N1)对衣分具有明显的减效作用,可解释表型变异的48.82%。主基因-多基因分析表明,这两个组合中衣分的最适遗传模型为E-O模型,即两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因混合遗传模型。两个组合的主基因遗传率分别为74.23%、60.88%,多基因遗传率分别为13.59%,27.63%,均是主基因遗传率大于相应世代的多基因遗传率。由此可见,这两个杂交组合的衣分性状均以主基因遗传为主。利用SPSS16.0软件对(TX9107光子×T586)F2群体和(TX9107毛子×T586)F2群体衣分平均值进行独立样本t测验,结果显示:t=26.787.p=0.000<0.001,两个群体衣分差异达到了极显著水平,验证了显性光子对群体衣分的减效作用。
4)其它标记性状对衣分的影响
通过标记性状与衣分的相关性分析,结果表明:在三个群体中,茸毛基因(T1)均与衣分表现正相关,对衣分均有增效作用,但增效幅度与遗传背景有关;红株基因与衣分的相关方向表现异同,说明红株基因(R1)对衣分的作用方向与遗传背景有关。通过QTL作图分析可知,在三个群体中均可检测到1个衣分QTL与红株基因连锁,说明这个QTL是个稳定的QTL。对于以后棉花育种有重要的参考价值。另外,在(H10×T586)组合中还检测到1个衣分QTL与茸毛基因连锁,可解释表型变异的34.43%。
研究结果为提高棉纤维产量以及彩色棉、光子棉育种提供理论依据,以期在生产应用中提供指导.