棉花纤维长度的分子标记辅助选择及新标记的开发

摘要

棉花纤维品质、产量等性状都属数量性状，由多个基因控制，易受环境影响，加之绒长、产量间存在负相关的关系，利用常规育种方法改良棉花纤维品质进展非常缓慢，影响育种速度。利用分子标记技术可以寻找与产量、纤维品质等性状QTL紧密连锁的标记，对棉花纤维品质及产量进行标记辅助选择，可以大大提高选择效率，加快育种进程。本试验以海岛棉苏。K202和陆地棉富依德998的杂交所得到的第二轮选择群体为研究对象，使用已经定位的与绒长相关的QTLs位点的SSR标记对群体材料进行PCR扩增，以此做前景选择；同时使用筛选出的SRAP引物组合对其遗传背景进行了选择，结合田间记录及纤维检测的结果，筛选出具有目标基因的单株；为了增加微卫星标记用于构建饱和的棉花分子遗传图谱，以及将其应用于棉花纤维品质的提高，本论文还进行了新标记EST-SSR引物的开发及利用方面的研究。主要研究结果如下： 1.使用5个与绒长相关的QTLs位点的10对SSR标记对群体的282份材料进行前景选择，共筛选出132个具有标记基因的单株。 2.从SRAP标准引物的88个随机组合中，筛选出62对具有多态性的引物组合，从中选择多态性条带丰富且稳定的20对SRAP引物组合对F2群体进行筛选，扩增的产物的标记数据的读取采用ABH记录法，获得5640个标记型数据；筛选出197个与富依德998的遗传背景一致的单株。 3.结合前景和背景两种选择，筛选出了31个具备富依德998遗传背景且含有目标基因标记的群体单株。根据基于分子标记的遗传背景回复率计算采用公式：G(g)=[L+X(g)]/(2L)=1/2+(1/2)[X(g)/L]，计算出它们的遗传背景回复率，结合田间记录及纤维检测的结果，筛选出8个具有富依德998遗传背景最大回复率和长绒基因的单株。 4.设计出107对EST-SSR引物，能扩增出条带的引物占所设计引物的86.9％，其中陆海间能扩出多态性的占51.4％。陆地棉EST-SSR中，三核苷酸重复占53.6％，二核苷酸重复占32％，四核苷酸占7.3％，六核苷酸占5.1％，五核苷酸重复所占比例最少，为2.0％；而海岛棉EST-SSR中，六核苷酸重复最多，占36.8％，三核苷酸重复占36.6％，二核苷酸占17.1％，五核苷酸占5％，最少的是四核苷酸重复，仅占4.6％。 5.利用EST-SSR分子技术对12份棉花种质资源进行遗传多样性分析，分析结果：有相似遗传基础的军棉1号、新陆中15号、新陆早7号、108-夫、KK1543、晋棉10号、新陆早13号和中棉35号被聚为一类；遗传基础相同的引自苏联的品种苏K202和K222被聚为一类：虽然是出自不同的国家，但其遗传背景都是海岛棉的新海16号和C6015被聚为一类。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略词

声明

第一章文献综述

1.1分子标记辅助选择及其应用

1.1.1分子标记辅助选择(MAS)的主要进展

1.1.2影响分子标记辅助选择(MAS)的因素

1.1.3棉花分子标记研究中存在的问题

1.1.4分子标记辅助选择(MAS)的发展策略

1.2 SRAP标记及其研究进展

1.2.1 SRAP技术的设计原理与特点

1.2.2 SRAP标记应用研究进展

1.3棉纤维发育相关的EST的研究

1.3.1棉纤维发育相关的EST

1.3.2 EST-SSR标记

第二章海陆杂交F2群体纤维长度的分子标记辅助选择

2.1材料与方法

2.1.1实验材料

2.1.2试验所用引物

2.1.3实验设备

2.1.4棉花基因组DNA的提取

2.1.5 SRAP-PCR体系

2.1.6聚丙烯酞胺凝胶电泳检测

2.1.7标记型数据的统计原则及方法

2.2结果与分析

2.2.1 SDS-CTAB法DNA的提取

2.2.2亲本及其群体的各农艺性状的平均值、变异幅度的分析

2.2.3对第2轮选择群体的前景选择

2.2.4对第2轮选择群体的背景选择

2.2.5纤维长度高效QTL对纤维长度的影响

2.2.6有棉花纤维长度基因的优异单株的筛选

2.2.7各群体纤维长度平均表现和标记辅助选择响应

2.3讨论

2.3.1研究群体的构建

2.3.2棉花基因组DNA的提取方法的选择

2.3.3 SRAP反应体系的建立及优化

2.3.4分子标记辅助选择的影响因素

第三章应用EST-SSR分析棉花种质资源遗传多样性

3.1材料与方法

3.1.1实验材料

3.1.2试验田实验设计

3.1.3试验设备

3.1.4 EST-SSR引物的开发

3.1.5棉花基因组DNA的提取

3.1.6 EST-SSR体系

3.1.7标记型数据的统计原则及方法

3.2结果与分析

3.2.1 EST-SSR引物的遗传分析

3.2.2供试棉花种质资源多态性位点的分布

3.2.3供试种质资源的聚类分析

3.3讨论

3.3.1 EST-SSR引物的开发与应用

3.3.2 SSR标准的设定

3.3.3 EST-SSR反应体系的选择

3.3.4棉花种质资源的遗传多样性分析

第四章全文结论

参考文献

附录

致谢

作者简介、在学期间参加的研究项目及硕士生期间发表或待发表的论文