陸地棉TM-1背景的海島棉染色體片段導入系的培育鑒定和纖維強度QTL精細定位.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、棉花是世界性的重要經濟作物。中國是世界上最大的棉花生產,消費和紡織國,隨著我國人民生活水平的飛速提高和紡織品配額的取消,紡織品消費和出口必將快速提高進而對棉花的需求越來越大,品質要求也越來越高。
   陸地棉(Gossypium hirsutumL.)和海島棉(G.barbadenseL.)是棉花的2個四倍體栽培種,陸地棉產量高,纖維品質中等,海島棉產量低但纖維細強,可紡100~200支紗,是紡高支紗的原料。遺傳基礎狹窄已經成為

2、目前限制陸地棉遺傳改良的主要因素。在陸地棉和海島棉間進行優(yōu)良基因的高效轉移滲透對二者的遺傳改良具有極為重要的現實意義,而限制這一過程的主要因素是連鎖累贅。染色體片段導入系了除目標基因所在座位的局部區(qū)域外,基因組其余部分都是相同的,在這樣的材料間找到的多態(tài)性標記才可能與目標基因緊密連鎖,是QTL精細定位和圖位克隆的一類理想群體。本研究以海陸雜交群體為基礎,通過回交和標記輔助選擇構建了海島棉的染色體片段導入系,并利用這過程產生的高代回交群體

3、和片段導入系對纖維品質等性狀進行了QTL標記定位研究。同時還研究了QTL的精細定位。研究的主要結果如下:
   1.陸地棉遺傳標準系TM-1背景海島棉染色體片段導入系的培育
   以纖維品質中等陸地棉遺傳標準系TM-1為母本與優(yōu)質抗黃萎病海島棉“海7124”雜交,然后用TM-1回交,回交4-5次和自交一次,在BC5S1代借助330個SSR分子標記進行分子標記輔助選擇技術(Maker-assisted Selection,

4、MAS)。BC5S1代雜合的單株自交1-2代得BC5S2-3繼續(xù)進行MAS選擇,BC4S1代的單株自交直到BC4S2-3繼續(xù)進行MAS,從而培育了國內首套陸地棉標準系TM-1背景的海島棉染色體片段導入系。
   這套導入系共有169個家系,單片段導入系有51個,占30.18%,有的家系最多導入了5個片段,同時一部分家系的替換片段是雜合的。導入片段最短的為3.54cM,最長的是46.03cM,平均長度為17.70cM,總的長度是3

5、526.34cM,覆蓋率是80.9%。
   A5(Chr.5)和A8(Chr.8)染色體被供體片段完全覆蓋,D1(Chr.15)沒有被供體片段覆蓋的部分最大,達到了50.8cM,D7(Chr.16)沒有被供體片段覆蓋的部分最小,只有2.2cM。供體片段沒有覆蓋的部分主要集中在染色體的兩端和中間部分。
   2.高代回交群體和染色體片段導入系進行QTL的定位
   2005年夏在南京江浦棉花試驗站種植BC5S1和

6、BC4S1,每隔20行種植對照TM-1;2006年夏在南京江浦棉花試驗站種植BC5S2和BC4S2家系,每隔10行種植對照TM-1;2008年夏在南京江浦棉花試驗站種植全部染色體片段導入系,完全隨機區(qū)組試驗,兩次重復,每隔10行種植對照TM-1。調查BC5S1的葉型、花冠顏色、花瓣基部紅心、花藥顏色;調查染色體片段導入系各行的鈴型、莖稈顏色和茸毛。對三個世代的產量組分(鈴重和衣分)及纖維品質性狀(纖維長度,纖維強度,馬克隆值,整齊度,短

7、纖維率,伸長率及成熟度)進行調查。
   通過調查發(fā)現了染色體片段導入系中出現的幾種表型變異,包括類im(immaturity,不成熟纖維)、葉脈融合、雞腳葉、青莖、莖稈光滑和鈴形的變異等。
   用MapManager QTXb20在p<0.001的設定下,進行單標記分析。在BC5群體中檢測到23個顯著性標記,其中纖維品質的17個,產量組分(鈴重和衣分)6個。在BC5S1群體中檢測到27顯著性標記,其中纖維品質的22個

8、,產量組分(鈴重和衣分)5個。在CSIL群體中檢測到14個顯著性標記,其中纖維品質的12個,產量組分(鈴重和衣分)2個。
   根據某性狀的單標記分析結果進行1000次重排計算(Permutation test)估計各個性狀的LR閾值,針對特定的染色體進行區(qū)間作圖。通過1000次重排計算,得到了低顯著水平,顯著水平及高顯著水平等3個水平的LR閾值。在低顯著水平下檢測到了所有的顯著性標記。同時在三個群體中用區(qū)間作圖檢測到影響多個性

9、狀的標記區(qū)間,在BC5群體中檢測到3個區(qū)間影響多個性狀;在BC5S1群體中檢測到5個區(qū)間影響多個性狀;在CSIL群體中檢測到3個區(qū)間影響多個性狀。
   3.利用染色體片段導入系精細定位纖維品質的QTL
   在培育染色體片段導入系的過程中,發(fā)現一個純合的單片段導入系在纖維強度上與輪回親本存在明顯差異,從而認為該片段上存在控制纖維強度的QTL。然后該家系與陸地棉遺傳標準系TM-1雜交得到F1,種植600個F2和F2:3家

10、系進行連鎖作圖,進行導入片段的分析和纖維強度QTL的精細定位。得到的結果如下:
   經過F2分離群體重新作圖得到了導入片段的長度是70.870cM,是通過已發(fā)表圖譜計算得到的片段長度(31.10cM)的2.84倍。在F2分離群體中共檢測到2個QTL。一個纖維強度的QTL,解釋的表型變異是6.15%。1個馬克隆值的QTL解釋的表型變異是9.27%。F2:3群體中檢測到5個QTL,其中纖維強度3個QTL,整齊度2個QTL。纖維強度

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