鲁棉研15重组自交系产量、纤维品质及黄萎病抗性QTL定位研究

摘要

棉花是世界上主要的经济作物，在我国国民经济中占据十分重要的地位。棉花是纺织工业的主要原料，也是广大人民的生活必需品，对国民经济的发展有着十分重要的影响。随着纺织工业的发展和社会需求的增加，对棉花产量和纤维品质提出了更高的要求，选育并种植高产、优质和抗病的棉花品种变得十分重要。
　　 本研究以生产上曾经大规模推广的高产稳产的转基因抗虫杂交棉鲁棉研15号及其亲本R55、613和重组自交系群体(F6:7)303个家系为材料，从表型水平上对产量、纤维品质等性状之间进行了相关性分析，利用SSR分子标记技术构建了遗传连锁图谱，采用复合区间作图法(CIM)对产量及其构成因素性状、纤维品质及黄萎病抗性性状进行了初步的QTL定位研究，利用这些与棉花产量、纤维品质和黄萎病抗性性状相关联的分子标记进行辅助选择，进一步为分子标记辅助选择育种奠定了基础。
　　 1.性状间的相关分析结果显示：麦克隆值与纤维长度、伸长率和强度呈极显著负相关，与整齐度呈显著正相关。纤维长度与整齐度和强度呈极显著正相关，与麦克隆值和伸长率呈极显著负相关。伸长率与其他纤维性状均达到极显著负相关，强度除与麦克隆值和伸长率呈极显著负相关外，与其余性状均达到极显著正相关。铃重与麦克隆值呈极显著正相关，与强度呈极显著负相关，而与其他纤维品质性状不存在明显的相关性；衣分与纤维长度、断裂比强度及整齐度呈极显著负相关，与伸长率呈极显著正相关。
　　 2.通径分析结果表明：单株铃数对单株籽棉产量的直接效应最大，通径系数为0.5493，铃重的通径系数(0.3150)次之；回归分析表明，铃重与单株籽棉产量呈正相关且相关性最大。在棉花选择育种时，要着重选择大铃和单株铃数多的材料，以便尽可能快速的达到育种目的。
　　 3.本研究利用7187对SSR引物进行亲本间多态性的筛选，共有86对存在多态性，加上之前实验室已有的120对，然后进行群体扩增检测，共得到216个多态性SSR标记位点。利用作图软件Joinmap3.0对这些SSR标记位点进行连锁分析，共得到包含174个SSR标记位点的38个连锁群。构建的遗传连锁图谱总长度为1266.53cM，约占棉花总基因组的28.46%。其中32个连锁群被定位在22条染色体上。
　　 4.利用作图软件Windows QTL Cartographer2.5的复合区间作图法(CIM)，对鲁棉研15 RIL群体产量和纤维品质性状以及黄萎病抗性进行了QTL定位分析，共检测到了28个QTLs，解释了3.08%-12.48%的表型变异，分布于12条染色体或连锁群中，其中与品质性状相关的QTL有14个，与产量性状相关的QTL有13个以及1个与黄萎病抗性相关的QTL。与已有的F2群体进行比较，10个QTL能在两个世代得到稳定检测，其中包括3个铃重QTL，3个子指QTL，2个麦克隆值QTL以及2个纤维长度QTL，这些共同QTLs为分子标记辅助育种奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

英文缩略词

1.前言

1.1 分子标记技术的发展

1.1.1 以特异性酶切为特征的分子标记(RFLP)

1.1.2 基于PCR技术的分子标记

1.1.3 AFLP标记

1.1.4 基于DNA芯片技术的分子标记

1.2 作图群体的类型与特点

1.2.1 初级定位遗传群体

1.2.2 次级定位遗传群体

1.2.3 作图群体大小的确定

1.3 数量性状基因(QTL)作图方法

1.3.1 单标记分析法(SMA)

1.3.2 区间作图法(IM)

1.3.3 复合区间作图法(CIM)

1.3.4 基于混合线性模型的复合区间作图法(MCIM)

1.4 棉花重要性状QTL定位研究进展

1.4.1 棉花产量性状QTL定位

1.4.2 棉花纤维品质性状QTL定位

1.4.3 棉花抗黄萎病QTL定位

1.4.4 棉花其他性状相关QTL定位

1.5 本研究的目的与意义

2.材料和方法

2.1 试验材料及群体构建

2.2 田间种植及试验设计

2.3 试验方法

2.3.1 产量性状调查

2.3.2 纤维品质的测定

2.3.3 温室黄萎病抗性鉴定

2.4 DNA提取及分子标记实验

2.4.1 棉花基因组DNA的提取

2.4.2 分子标记实验

2.5 数据分析

2.5.1 表型性状及标记统计检测

2.5.2 遗传连锁图谱的构建

2.5.3 QTL作图

2.6 染色体定位

2.7 QTL命名方法

3.结果与分析

3.1 亲本及重组自交系群体(RIL)主要性状表现

3.2 RIL群体主要性状的遗传分析

3.2.1 单株籽棉产量及产量构成因素性状的相关性分析

3.2.2 单株籽棉产量与构成因素性状的通径分析

3.2.3 单株籽棉产量与构成因素性状逐步回归分析

3.2.4 产量性状与纤维品质性状相关分析

3.3 遗传图谱的构建和染色体定位

3.3.1 群体分子标记基因型的分析和连锁图谱的构建

3.3.2 连锁群的染色体定位分析

3.4 主要性状的QTL定位分析

3.4.1 产量性状的QTL定位

3.4.2 纤维品质性状的QTL定位

3.4.3 黄萎病抗性QTL定位

3.5 F2、F6：7群体图谱及QTL定位结果比较

4.讨论

4.1 亲本组合及群体类型的选择

4.2 鲁棉研15产量与纤维品质性状的遗传分析

4.3 黄萎病性状QTL分析

4.4 标记的偏分离

4.5 不同世代QTL检测的稳定性

5.全文结论

参考文献

致谢