陆地棉背景的Pima棉染色体片段置换系创制及纤维品质QTL分析

摘要

陆地棉(Gossypium hirsutum L.)和海岛棉(G.barbadense L.)是棉花的四倍体栽培品种。陆地棉纤维产量高，但纤维品质一般，海岛棉纤维产量低，但纤维品质表现长、强、细特征。将海岛棉的优良基因向陆地棉进行转移渐渗，对于陆地棉纤维品质的遗传改良具有重要意义。染色体片段置换系基因组内只有一个或少数几个纯合的供体亲本染色体片段，而其余部分与轮回亲本一致，是纤维品质性状QTL定位研究的理想群体。本研究利用陆地棉品种中棉所8号作为受体亲本，海岛棉Pima90-53作为供体亲本，在BC3F1-3代借助分子标记辅助选择构建了一套陆地棉背景的海岛棉染色体片段置换系，并利用BC3F2候选单株群体和染色体片段置换系群体基因型数据和表型数据对纤维品质性状相关QTL进行了研究。主要结果如下:
　　1.用陆地棉栽培品种中棉所8号和纤维品质优异的海岛棉Pima90-53杂交，然后用中棉所8号回交3代，得到BC3F1群体，BC3F1群体自交两代得到BC3F2和BC3F3群体。在BC3F1-3代结合分子标记辅助选择，构建了一套陆地棉中棉所8号背景的Pima棉染色体片段置换系。
　　2.置换系共有182个家系，置换片段数最少为1个，最多为11个，平均为5个。导入片段长度最短为0.7cM，最长为83.2 cM，平均长度为21.0 cM。置换片段总长度为19957.8 cM，为棉花基因组总长度4168.7 cM的4.7倍，置换片段片段覆盖率为96.2％，其中染色体A7、A12、D2、D7、D12未能完全覆盖。
　　3.用QTL IciMapping v3.3软件对BC3F2候选单株群体和染色体片段置换系群体纤维品质性状进行QTL定位分析，共检测出26个纤维品质性状相关QTL。增效基因来自Pima棉的QTL有9个，其中纤维长度相关有6个，纤维强度相关有1个，马克隆值相关有1个。
　　4.发现5个纤维长度、强度和马克隆值均优异的置换系单株，纤维长度在31.75mm以上，纤维强度高于33.18 cN/tex，马克隆值在3.8～4.3之间。

目录

声明

摘要

本文所用缩略词及中文对照

1 引言

1．1 分子标记技术的发展

1．2 数量性状基因(QTL)定位研究

1．2．1 QTL定位的原理和方法

1．2．2 遗传作图群体

1．2．3 棉花纤维品质QTL定位

1．3 染色体片段置换系(Chromosome Segment Substitution Lines，CSSL)

1．3．1 染色体片段置换系的特点

1．3．2 CSSL构建方法

1．3．3 染色体片段置换系构建研究进展

1．3．4 染色体片段置换系的应用

1．4 本研究的目的及意义

2 材料和方法

2．1 试验材料

2．2 试验方法

2．2．1 基因组总DNA提取及纯化

2．2．2 SSR分子标记的选择

2．2．3 SSR体系及PCR产物检测

2．2．4 染色体片段置换系的培育过程

2．2．5 染色体片段置换系单株的筛选

2．2．6 染色体片段置换系遗传组成分析

2．2．7 表型性状调查

2．2．8 纤维品质QTL分析

2．2．9 数据分析

3 结果与分析

3．1 各世代单株的选择

3．2 BC3F2代候选单株置换片段分析

3．3 陆地棉背景的Pima棉染色体片段置换系

3．3．1 染色体片段置换系置换片段数量分布

3．3．2 染色体片段置换系置换片段长度分布

3．3．3 染色体片段置换系背景回复率

3．3．4 染色体片段置换系置换片段覆盖情况

3．4 纤维品质性状基本统计分析

3．5 纤维品质性状相关性分析

3．6 纤维品质QTL定位和分析

3．7 染色体片段置换系纤维品质优异单株分析

4 讨论

4．1 用于构建染色体片段置换系的亲本和方法的选择

4．2 染色体片段置换系构建存在的问题和对策

4．3 关于棉纤维品质性状的QTL定位

5 结论

参考文献

附录

相关学术论文

作者简历

致谢