海岛棉特定染色体的遗传效应及主要性状的QTL定位

摘要

Stelly等利用海岛棉3-79的一对染色体(臂)置换陆地棉TM－1相应的染色体(臂)，构建了陆地棉染色体置换系(CSB)，可用于研究海岛棉置换染色体的遗传效应、基因定位和克隆，并可利用海岛棉的特定染色体改良陆地棉的主要性状，克服远缘杂交产生陆海杂种分离世代长、易产生两极分化的弊端。前人仅对少数置换系的遗传效应进行了研究。本文对16个置换系从评价与分子聚类、海岛棉特定染色体的遗传效应及对杂种优势的影响进行了系统研究，并利用置换系进行了染色体遗传图谱的构建及主要性状的QTL精细定位，结论如下： 1.对置换系的评价及分子聚类分析，明确了不同置换系的利用价值。海岛棉22Lo、22Sh染色体臂可以提高衣分，14Sh、26Lo可提高纤维上半部平均长度；14Sh、15Sh可提高断裂比强度，22Sh、22Lo可提高伸长率，22Sh、22Lo染色体降低了纤维品质。遗传效应分析表明，CSB06和CSB12Sh可作为改良单铃重的亲本利用，CSB14Sh、CSB01可作为改良品质性状的亲本利用。在杂种优势利用时，CSB01可作为改良产量性状的亲本，CSB01、CSB11sh和CSB06可作为改良纤维上半部平均长度的亲本，对16个陆地棉置换系的分子聚类结果表明，CSB26Lo和CSB01与其他置换系间的亲缘关系相对较远。 2.研究了海岛棉特定染色体的遗传效应及对杂种优势的影响，对棉花主要性状遗传效应的研究从染色体组水平深入到单染色体水平。研究表明，海岛棉14Sh对纤维上半部平均长度和断裂比强度具有重要作用，22Sh对衣分和纤维品质具有重要作用，11sh对纤维品质的杂种优势具有重要作用，06和12Sh对单铃重具有重要作用。 3.遗传连锁图谱的构建。利用中43XCSB22Sh构建了遗传图谱，其中72个标记连锁，进入16个连锁群，总长320.4cM，覆盖基因组总长度的6.4％。依据三个世代、四个环境的数据进行了主要性状QTL定位，发现14个稳定QTL，5个稳定的上位性QTL，并发现4个QTL密集区。 对纤维品质或衣分具有重要作用的14和22染色体短臂，对特定染色体上的QTL进行了定位，由于减少了遗传背景干扰，提高了QTL定位的灵敏度和准确性。 分别利用置换系CSB14Sh、CSB22Sh与TM-1杂交产生F2分离群体，构建了14染色体短臂和22染色体短臂的遗传图谱，14染色体短臂遗传图谱含21个分子标记，总长65cM，检测到纤维上半部平均长度和断裂比强度的稳定QTL各1个，从分子水平证实了海岛棉14染色体短臂对纤维上半部平均长度和断裂比强度具有重要作用。22染色体短臂遗传图谱含63个分子标记，总长89cM，标记间平均间距1.43cM，最小间距为0.048cM，最大间距为5.367cM，为目前最密集的遗传图谱，并检测到1个上位性衣分QTL，该QTL位点在前人的研究和本研究的2个不同群体均被检测到，为重要的QTL位点；并检测到纤维品质5个指标的稳定QTL各1个，从分子水平证实了22染色体短臂对衣分、纤维品质具有重要作用。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：英文缩略表

声明

第一章文献综述

第一节陆地棉染色体置换系的创建与利用

1陆地棉染色体置换系的创建

2陆地棉置换系的利用

3利用陆地棉置换系研究的方向及展望

第二节棉花农艺性状的杂种优势和遗传研究

第三节分子标记在棉花QTL定位上的应用

1作图群体的建立

2分子标记主要类型与特点

3数量性状基因定位常用方法

4棉花分子遗传连锁图谱的构建

5棉花主要农艺性状的QTL定位

第四节本研究的目的和意义

第二章陆地棉置换系的遗传评价与分子聚类

第一节利用陆地棉置换系进行海岛棉主要性状基因的染色体定位

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

第二节16个陆地棉置换系产量纤维品质性状遗传效应初步分析

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

4结论

第三节16个陆地棉置换系的遗传多态性和聚类分析

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

第三章海岛棉特定染色体对主要经济性状的遗传效应

第一节海岛棉特定染色体对产量及农艺性状的遗传效应

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

4结论

第二节海岛棉染色体置换进陆地棉背景后对纤维品质的遗传效应

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

4结论

第三节棉花不同染色体(臂)陆海杂种优势研究

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

第四章棉花主要性状的QTL定位

第一节棉花不同世代、不同环境主要性状QTL检测

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

第二节棉花第14染色体短臂遗传图谱的构建及主要性状的QTL定位

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

第三节棉花第22染色体短臂遗传图谱的构建及主要性状的QTL定位

1材料与方法

2结果与分析

3讨论

第五章全文结论

第一节全文结论

第二节本研究的主要创新点

参考文献

附录

致谢

作者简历