陆地棉光敏雄性不育系中9106不育基因ys-1的遗传分析与定位

摘要

棉花作为世界上重要的经济作物，具有明显的杂种优势。棉花杂种优势的利用仍然以人工去雄为主，需要消耗大量的劳动力，制种成本高。雄性不育系的出现为杂种优势利用指明了新的方向，而光敏雄性不育系被认为是理想的雄性不育系，它在可育的光照条件下可以自交繁种；而在不育的光照条件下可作为不育系与其他可育品种配置杂交种。该不育系的研究和利用，在棉花杂种优势利用方面具有重要的意义。
　　中9106是本课题通过航天诱变育种培育而来的光敏雄性不育系，它在长日照条件下表现为雄性不育，在短日照条件下育性可以得到一定程度的恢复。中9106光敏雄性不育基因的定位不仅为揭示其败育机理提供了前提，而且为其杂种优势利用奠定了基础。本研究对中9106不育性状进行了形态学特征观察和遗传学分析，同时对不育基因进行了定位与候选基因预测，结果如下：
　　1.对比了野生型中040029与中9106在安阳和三亚两地的植株整体的形态特征，发现中9106相对中040029植株稍小、长势稍弱。花器官是中9106与中040029差异最大的部位，中9106的花表现稍小，雄蕊长度短于野生型，花药干瘪、不开裂，花粉无活性。然而，中9106种植于三亚后花器官有所变化，主要表现为雄蕊长度的增长、花药有明显开裂和花粉活力恢复等。
　　2.构建了中9106与乐土603的F1和F2群体，田间调查各单株的育性。结果显示F1代各单株均表现为正常可育；而F2各株系群体中育性出现分离，经卡方检验，可育株与不育株的比例符合3:1的分离比，可知不育性状受一对隐性核基因控制。
　　3.通过构建可育混池和不育混池，利用BSA方法进行了目的基因连锁性标记的筛选。以包含186个单株的中9106×乐土603的F2群体对不育基因进行初步定位。构建了一张全长为6.8cM的遗传连锁图，包含18个与目的基因连锁的标记。将不育基因定位到了标记 NAU3442与CGR6339之间，遗传距离均为0.2cM，并命名为ys-1。
　　4.构建包含2972个不育单株的中9106×乐土603的F2群体，利用连锁图上的18对标记对各不育单株进行基因型分析，寻找重组交换单株，将ys-1定位在了陆地棉 D12染色体上，位于标记DPL0183与CGR6339之间。为缩小候选区域范围，在DPL0183与CGR6339之间进行了SSR和 SNP标记的开发，对不育单株进行重组交换单株筛选后，将ys-1定位到了标记 QZD223与QZD038之间，物理距离2934kb。
　　5.结合多个数据库的注释结果对候选区域内的基因进行注释和分析。得到了25个功能已知的基因和7个功能尚不明确的基因。将功能已知基因的注释信息与拟南芥和水稻等植物不育系的败育机理作比较分析，最终将候选基因锁定在了 Gh_D12G0869、Gh_D12G0870、Gh_D12G0871、Gh_D12G0889、Gh_D12G0896和Gh_D12G0897之间。

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英文缩略表

第一章 引 言

1.1 杂种优势

1.2 杂种优势的利用

1.3 雄性不育系的类型与研究进展

1.4 基因的定位研究

1.5 本研究的目的与意义

第二章 光敏雄性不育系中9106的形态特征及不育遗传特性

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

第三章 中9106不育基因的初步定位

3.1 材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 讨论

第四章 中9106不育基因的精细定位与候选基因分析

4.1 材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 讨论

第五章 全文总结

5.1 光敏雄性不育系中9106的表型鉴定与遗传分析

5.2 不育基因的初步定位

5.3 ys-1基因的精细定位与候选基因预测

参考文献

致谢

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