陆地棉(Gossypium hirsutum L.)优异纤维遗传组分的分子标记定位

摘要

棉花生产及其延伸的产业链在我国国民经济发展中起着非常重要的作用，现代纺织工业的发展对棉花纤维品质提出了更高的要求。远缘杂交对提高纤维品质做出了很大贡献，但要大幅度提高纤维品质必须依靠分子育种。利用与棉花纤维品质及产量性状 QTL连锁的分子标记进行辅助选择，可以大大提高育种效率。
　　遗传育种中长期人工选择造成多数栽培植物遗传基础狭窄，使农作物产量、适应性、品质性状的进一步改良面临极大的挑战。陆地棉种内缺乏优异纤维基因资源，因此陆地棉纤维品质遗传改良非常困难。而另一个栽培异源四倍体棉种海岛棉虽然产量水平较低，却具有优异的纤维品质。本研究以渗入了海岛棉优异纤维基因的陆地棉种质鲁原343与优良抗虫棉品种鲁棉研22号杂交构建作图群体，利用SSR分子标记构建高密度的遗传图谱，准确鉴定来源于海岛棉的染色体片段，并对来源于海岛棉的优异纤维基因进行精细定位。
　　1、用两个亲本鲁棉研22号和鲁原343对公布的8150对SSR引物进行多态性筛选，总共筛选到150对在两亲本间有多态性的引物，占筛选引物总数的1.84％。由于两亲本间的亲缘关系比较近，它们的多态性是比较低的，其中共显性标记140个，占多态性标记的93.33％，显性标记14个。结合宫永超的数据，利用筛选出的230对多态性引物对209个 F2群体进行扩增，利用JoinMap3.0(LOD=6.5)分析标记之间的连锁关系，有196个标记进入连锁群，分布在33个连锁群中，覆盖1071.449 cM，约占棉花总基因组的20.6％。
　　2、用196个在33个连锁群上的SSR标记，对两个亲本、TM-1、Ashimouni进行扩增，比较条带的差异，确定鲁原343中来源于海岛棉的渐渗片段，其中120个确定为渐渗点，分布在25个连锁群上，渐渗片段总长为358。131 cM，占棉花总基因组的6.89％。分布在16号、2号、3号和18号染色体上的渐渗点最多，渐渗片段最长，有的染色体或连锁群仅有1个渐渗点，如:5号、7号、13号染色体、LG18等。
　　3、采用软件WinQTLCartographer2.5的复合区间作图法(CIM)，在F2、F2:3HN和F2:3LQ中共检测到53个与纤维品质有关的QTLs，纤维长度7个，纤维整齐度8个，马克隆值13个，纤维伸长率12个，比强度5个、衣分8个，它们较为集中的分布在2号、7号、16号、17号和23号染色体上，具有成簇分布的特点。其中qFL-7-1在F2、F2:3HN和F2:3LQ都能够检测到，可以解释14.36％、7.71％、10.07％的表型变异，这个位点是比较可靠的，其贡献亲本为鲁原343.qFS-7-1也能够在F2、F2:3HN和F2:3LQ检测到，分别解释27.25％、10.86％、28。16％的表型变异，都比较高，其中在F2:3LQ检测的QTL贡献率是各个位点最高的，达到28。16％，具有很高的研究价值，其贡献亲本均是鲁原343.这两个位点都在7号染色体的DC40182-CGR6773区间，另外，在这个位点还存在控制棉花纤维整齐度、马克隆值、纤维比强度、衣分4个性状的QTLs，说明7号染色体的这个位点是控制棉花纤维品质的关键位点。
　　4、QTL定位结果表明，有44个与纤维性状有关的QTLs与渐渗的染色体片段或渐渗位点有关，占 QTLs总数的83.02％。其中纤维长度的5个，纤维整齐度8个，马克隆值9个，纤维伸长率12个，纤维比强度有4个，衣分有6个。
　　综合分析以上结果，本研究中陆地棉优异纤维渐渗系基因组中对优异纤维品质有实质性贡献的遗传组分绝大多数是来源于海岛棉的渐渗片断或渐渗位点，对这些遗传组分的分子标记鉴定，为进一步利用其进行分子标记辅助育种奠定了基础。

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第一部分 文献综述

1.1 分子标记的类型与特点

1.2 数量性状基因座（QTL）定位研究

1.3 分子标记辅助选择的研究进展、问题与展望

1.4 外源遗传资源在作物育种中的应用

1.5 研究目的和意义

第二部分 研究论文

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

第三部分 讨论

3.1 陆地棉优质纤维遗传组分的鉴定与分析

3.2 关于亲本的选择与亲本间标记的多态性

3.3 关于标记的偏分离

3.4 QTL 的成簇存在与性状改良问题

3.5 关于后续工作

第四部分 全文结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢