四倍体棉花纤维品质相关性状QTL定位及Meta分析

摘要

棉花是重要经济作物.随着纺织技术的革新,改良棉纤维品质就显得极其重要.然而纤维品质性状是典型的数量性状,易受环境影响,遗传机理比较复杂,使用传统育种方法很难使纤维品质单一性状达到稳定表现.分子标记技术和QTL定位的出现和发展为数量性状研究提供了有效工具,通过筛选与纤维品质性状紧密连锁且不受环境影响的分子标记用于辅助选择,可极大提高育种选择效率,加快育种进程.虽然,已报道的纤维品质性状QTL有很多,但由于不同研究者的定位结果存在较大差异,加之无一致性图谱,使得探寻一致性QTL或QTL热点成为当前QTL研究的瓶颈.因此,采用相同父本或轮回亲本的不同遗传背景的分离群体进行纤维品质性状QTL定位,挖掘"一致性QTL"仍然是当前研究的重点.rn 本研究以陆地棉标准系"TM-1"和高品质陆地棉品种"渝棉l号"组配的高代回交自交群体BC4F2为材料(Pop1),采用3980对SSR引物、238对SRAP引物组合和85对TRAP引物组合对亲本进行标记多态性筛选,共获得288对多态性引物,多态性比例为6.69％.119个多态性标记位点定位到26个连锁群上,标记间平均遗传距离为5.50 cM,连锁图谱覆盖654.1 cM.所得连锁群定位到14条染色体和3条未知连锁群上.通过复合区间作图法(CIM)对Popl群体纤维品质性状进行QTL定位,共获得31个与纤维品质性状相关的QTL,贡献率为14.01％～36.66％.利用以TM-1为轮回亲本,Acala SJ为供体亲本组配的BC4F2群体(Pop2)验证Popl定位获得的QTL,结果表明,在染色体24上的纤维比强度QTL (qFS24-1)与Popl中的qFSllQX具有相同的标记区间(NAU5379-NAU1125),贡献率为20.14％.rn 采用1980对SSR标记和156对具有差异表达TDFs转录标记对中棉所8号和Pima 90-53进行标记多态性筛选,将获得的235个标记位点对中棉所8号和Pima 90-53的BC1遗传图谱进行加密,连锁图谱包含579个位点,定位于56个连锁群,标记间平均距离为7.2 cM,覆盖全基因组4168.72cM.43个连锁群通过204个锚定标记被分配到26条染色体和13条未知连锁群.通过复合区间作图,获得47个与纤维品质相关的QTL,贡献率为7.72％～22.58％.利用邯郸208和Pima 90-53组配的176个单株的F2和350个单株的BC1群体验证中棉所8号和Pima 90-53的BC1群体定位获得的纤维比强度QTL(qFS9-1和qFS9-2),结果发现在邯郸208和Pima 90-53的F2和BC1群体中均定位获得1个纤维比强度QTL,与qFS9-1和qFS9-2具有相同的标记区间(NAU2395-NAU1092).rn 通过整合本试验室由陆地棉中棉所8号和海岛棉Pima90-53组配的BC1和BC1 F2群体的92个纤维品质性状相关的QTL,构建了1张只包含63个纤维品质性状QTL的整合图谱.该图谱包含599个标记位点,覆盖全基因组3571.9 cM,标记间平均距离为5.96 cM.通过Meta-analysis功能分析,分别在15条染色体上获得30个与纤维品质相关的MQTL.rn 上述结果表明,通过筛选不同来源的纤维品质性状QTL或者在不同遗传背景中能共同表达的QTL,采用图谱映射和元分析的方法挖掘和寻找一致性QTL,可为图位克隆和分子标记辅助育种提供重要依据.