海岛棉F2:5群体产量、枯萎病抗性遗传分析及QTL定位

摘要

本研究以抗病高产的海岛棉品种06-146和感病品种新海14杂交,构建重组自交系群体(F2:5)107个家系为材料,采用两年两点的数据从表型水平上对产量、抗病等性状之间进行了相关分析,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)对枯萎病抗性性状进行了初步的QTL定位研究,利用这些与棉花枯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提供了科学依据和方法。
　　(1)F2:5群体在Env1、Env2、Env3、Env4环境下的表型变异:在Env1、Env2、Env4个环境下:有效铃数的变异系数都为最大值,有效果枝数的变异系数次之,单铃重的变异系数为最小值;然而在Env3环境下:有效铃数的变异系数都为最大值,衣分的变异系数为最小值,其结果与其它3个环境下的值有偏差。在育种中增加有效铃数和果枝数,可提高棉花的产量;然而,有些产量性状的变异系数较小,不利于品种的选育。
　　(2)海岛棉产量性状的相关性分析可知:产量与铃数、铃重、衣分、子指、衣指间,铃数与衣分间,铃重与子指、衣指间,衣分与衣指间,子指与衣指间的表型相关均是正值且达到显著水平;病级对始节数、始节高、果枝数、铃数、衣分、产量间的表型相关均为负值,说明枯萎病发病越严重,对海岛棉的部分农艺性状和产量性状的危害愈严重。
　　(3)通经结果表明:海岛棉产量构成因素对产量的相对重要性为:铃数>单铃重>衣分>子指;因此,在提高品种适应性、抗逆性与单株结铃数的同时,逐步提高单铃重、衣分和子指是稳定增产的重要方面。
　　(4)关联度分析结果表明,海岛棉的产量是一个综合性状,由许多因素如铃数、铃重、衣分、子指等组成。产量构成因素之间相互制约(铃数是制约的果枝数的主导因素,果枝数和株高是制约铃数的主导因素,子指是制约单铃重的主导因素,衣指是制约衣分的主导因素,单铃重和子指是制约衣指的主导因素,单铃重是制约子指的主导因素),改变任意一产量构成因数均可改变产量。因此,在育种选择时不能片面追求单一因素,而应优化产量构成因素的组合方式,选择最佳产量结构,追求产量潜力最大化。
　　(5)主成分分析结果表明:第1因子主要由单铃重、衣指、子指、有效果枝数、有效铃数所决定;第2因子主要由始节高决定;第3因子主要由始节数决定;第4因子主要由衣分决定;第5因子主要由株高决定。
　　(6)从两年两点F2:5群体试验中选择32份抗枯萎病品系,最高产量是各种产量构成因素间实现了最佳平衡的结果,考虑了品种效应、品种×地点效应和品种×年份效应3个效应值;其综合评价为最好的品系是10852、10868;其次为10840、10892;较好的品系为10826、10729、10777、10846、10832、10845、10800、10774、10750、10749、10858、10727、10740、10702;综合评价为一般的品系10816、10904、10747、10825、10902、10873、10846、10719、10726、10890、10893、10903;较差的品系是10787、10710。
　　(7)本试验利用Mapmaker3.0和JoinMap4.0软件对具有多态性的240对SSR标记位点作连锁分析,釆用Kosambi函数,LOD值设定为3.0。初步构建了15个连锁群、本图谱包含240个多态性标记,全长3962.56cM,构建的整合遗传连图谱基因组覆盖率约79.25％,标记间平均距离16.65cM,覆盖棉花基因组的15条染色体。
　　(8)本研究利用WinQTLCartV2.0和MapQTL5.0软件,采用复合区间作图法进行抗病性QTL定位,LOD值为3.0,共检测到12个可能的QTLs,分别位于Chr1、Chr3、Chr8、Chr12、Chr16、Chr26。在Evn1、Evn3、Evn4环境下均能检测到的QTL为qFw8-1、qFw3-1、qFw26-1、qFw1-1,集中在8、3、26、1号染色体上,该染色体为控制病级数量性状的热点区段,为极稳定的QTL,控制枯萎病的基因很可能存在于该数量性状基因座位内。

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第1章 绪论

1.1 棉花枯萎病研究进展

1.2 棉花分子标记的研究

1.3 标记连锁图构建

1.4 数量性状基因(QTL)作图方法

1.5 棉花抗病性状QTL定位研究进展

1.6 本研究的目的与意义

第2章 两年两点海岛棉枯萎病抗性、产量及产量构成因素的遗传分析

2.1 材料和方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

2.4 结论

第3章 两年两点F2:5群体遗传连锁图谱的构建

3.1 材料与方法

3.2 棉花基因组DNA的提取

3.3 SSR分析

3.4 数据分析

3.5 结果与分析

3.6 讨论

3.7 结论

第4章 两年两点海岛棉F2:5群体抗枯萎病性状的QTL定位

4.1 试验材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 讨论

4.4 结论

第5章 全文结论

附录

参考文献

致谢

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