陆地棉早熟性状多世代联合遗传分析

【目的】旨在探讨连续世代陆地棉早熟性状遗传规律。【方法】以陆地棉中751213和鲁棉研28为亲本,通过对P_1,P_2,F_1,F_2和F_(2:3)5个世代联合分析,研究株高、果枝始节、始节高度、花铃期、播种至开花和全生育期等早熟性状的遗传模型。【结果】株高和果枝始节的最佳模型为1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因混合模型(D);播种至开花时间最佳模型为1对完全显性主基因+加性-显性多基因模型(D-3);全生育期最佳模型为2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型(E);花铃期和始节高度最佳模型均为1对负向完全显性主基因+加性-显性多基因模型(D-4)。【结论】上述对陆地棉早熟性状的混合遗传模型分析结果,有助于阐明陆地棉早熟性状遗传规律。     

陆地棉品种百棉1号主要株型性状的遗传研究

对陆地棉品种百棉1号主要株型性状进行了主基因-多基因混合遗传分析。结果表明,株高、果枝长度、株高/果枝长度、主茎节间长度、果枝节间长度、总果节数、总果枝数、有效果枝数和果枝夹角的最适模型分别为D-4、C-0、D-4、D-2、E-0、D-2、B-1、B-1和C-0,除果枝长度和果枝夹角外,其它性状均检测到主基因。总果枝数、有效果枝数和果枝节间长度为主基因遗传或以主基因遗传为主,对其可采用单交重组或简单回交转育转移增效主基因;株高、株高/果枝长度、主茎节间长度、果枝长度和果枝夹角为多基因遗传或以多基因遗传为主,对其可采用聚合回交或轮回选择累积增效多基因;总果节数以主基因和多基因遗传并重,对其可根据主基因、多基因相对效应大小分别考虑。     

不同生态环境下陆地棉生育期及产量性状的遗传研究

以陆地棉早熟品种百棉2号和遗传标准系TM-1形成的P1、P2、F1、B1、B2和F2 6个世代群体为材料,分别在我国的黄河流域棉区(环境Ⅰ)和北疆早熟棉区(环境Ⅱ)2个生态环境下,研究了陆地棉生育期及产量性状的主基因+多基因遗传规律.结果表明,除衣分在环境Ⅱ中未检测到主基因外,其他性状在2个环境中均检测到主基因的存在....     

豇豆始花节位遗传分析

为明确豇豆始花节位的遗传规律,应用数量性状的主基因+多基因遗传模型6世代联合分析方法,调查豇豆杂交组合‘Ju08-10’ב丰豇10号’的6个世代始花节位。利用南京农业大学章元明教授提供的植物主基因+多基因遗传分析软件,计算最适合的遗传模型及相应的遗传参数。结果显示,‘Ju08-10’ב丰豇10号’杂交组合的始花节位遗传符合加性-显性-上位性多基因模型,无主基因存在,F2群体多基因遗传率为71.64%,环境方差占表现型方差的比例为28.36%,说明豇豆始花节位是多基因控制的数量性状,始花节位易受环境因素的影响,早熟性(较低的始花节位)可以通过杂交后代选择实现,但定向选择会有较好的效果。     

陆地棉产量与品质性状的主基因与多基因遗传分析

对(泗棉3号×TM 1)(组合Ⅰ)和(泗棉3号×CARMEN)(组合Ⅱ)的产量与品质性状进行遗传模型分析,得到有关产量与品质性状的最适遗传模型,其中组合Ⅰ子指的最适遗传模型为负向显性主基因+多基因模型,铃重最适遗传模型为等显性主基因+多基因混合遗传模型,衣分、单株铃数的最适遗传模型分别为两对主基因+多基因和一对主基因+多基因模型。组合Ⅱ中衣分、子指、单株铃数、铃重、整齐度和麦克隆值的最适遗传模型均为无主基因的多基因模型,纤维长度、纤维强度和伸长率最适遗传模型均为一对主基因+多基因模型。主基因个数的预测与分子检测的主效QTL个数基本相符。选用P1、P2、F1和F2∶3四个世代联合分析方法,相比于单个分离世代的分离分析法,增加了试验的精确度,保证分析结果的准确性,并可以鉴别多基因的存在。     

甜玉米(Zea mays L.saccharata Sturt)主要农艺性状遗传模型分析

玉米农艺性状是影响植株个体发育状况及群体生产效能的重要因素。本试验以甜玉米T8(♀)和T33(♂)为亲本,组配杂交组合,F2代乳熟期调查各单株主要农艺性状,用“主基因+多基因混合遗传模型”分析方法进行遗传模型分析。结果表明,甜玉米茎粗的最佳遗传模型符合A-3模型,即2对完全显性基因控制;穗位高的最适遗传模型为B-6,即2对等显性基因遗传;穗位叶夹角最适遗传模型为B-1,即2对加性-显性-上位性主基因遗传,两对基因都以加性效应为主;雄穗分枝数最适遗传模型为B-4,即2对等加性基因控制,以主基因遗传为主。本试验结果可为甜玉米育种实践及农艺性状遗传改良和选择提供一定的参考。     

高产棉花品种泗棉3号产量及其产量构成因素的遗传分析

利用泗棉3号和CARMEN构建的RIL及其F2、B1、B2、P1、P2、F1两套群体,同时在3个环境中,采用各自的联合世代分析方法,研究了我国长江流域棉区广泛种植的优良品种泗棉3号高产性状的遗传规律。遗传模型分析揭示泗棉3号×Carmen组合的产量及其产量构成因素的最适遗传模型符合主基因 多基因混合遗传模型,说明存在控制这些性状的主基因。所有性状在不同环境中的遗传模型不同。同时,各性状在不同环境中的主基因遗传率变化较大,而多基因遗传率在不同环境中变化相对较小,表明环境对数量性状主基因的表达影响大,对多基因的表达也存在影响。对环境间差异较大性状的研究和选育,要在多个特定的环境中进行,才能提高效率。     

烟草主要农艺性状的主基因+多基因遗传分析

本研究以烤烟品种‘云烟97’和‘变异云烟97’为亲本,分别构建P1、P2、F1和F24个世代遗传群体,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型方法对烟草的株高、节距、叶数和茎围进行遗传及相关分析。结果表明,株高分别与节距、叶数间呈极显著正相关,与茎围间呈显著正相关;而节距与叶数间则呈现极显著负相关。株高、节距和叶数3个性状具有相同的最优遗传模型,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型(MX2-ADI-AD),其主基因遗传率分别为95.225 8%、94.285 4%和99.177 1%,多基因遗传率分别为4.774 2%、5.568 4%和0.822 9%;茎围性状符合2对加性-显性主基因+加性-显性多基因混合最优遗传模型(MX2-AD-AD),其主基因和多基因遗传率分别为90.314 6%和9.685 4%。上述性状均受主基因+多基因混合遗传模型控制,主基因遗传率均高达90%以上且远大于多基因遗传率,受环境影响可以忽略。因此,在烟草高产育种过程中针对上述农艺性状的定向选择宜在早期世代进行。     

泗棉3号理想株型的遗传及分子标记研究

构建了泗棉3号×CARMEN组合的RIL群体,研究棉花高产株型性状的遗传规律和分子机理。对该群体的株型性状进行遗传模型分析,结果表明,这些性状的最适模型都是主基因 多基因遗传模型,说明存在控制这些性状的主基因,同时,株型性状是以多基因遗传为主。用2523对SSR引物,进行双亲的多态性检测,有62对SSR引物具有多态性,产生65个稳定的多态性位点。利用复合区间作图法进行QTL检测,共检测到5个稳定可靠的株型性状的QTLs,为3个株高/果枝长度比的QTLs,以及株高、果枝长度的QTLs各1个,这些QTLs都是在2个环境中或以2个环境平均数检测到的。单标记分析,还检测到9个稳定可靠的株型性状的QTLs。检测到的QTLs和筛选到的分子标记,可以用于对株型性状的MAS。     

高产棉花品种泗棉3号的遗传机制研究Ⅰ.产量及其产量构成因素的遗传分析

利用泗棉3号和CARMEN构建的RIL及其F₂、B₁、B₂、P₁、P₂、F₁两套群体,同时在3个环境中,采用各自的联合世代分析方法,研究了我国长江流域棉区广泛种植的优良品种泗棉3号高产性状的遗传规律。遗传模型分析揭示泗棉3号×Carmen组合的产量及其产量构成因素的最适遗传模型符合主基因+多基因混合遗传模型,说明存在控制这些性状的主基因。所有性状在不同环境中的遗传模型不同。同时,各性状在不同环境中的主基因遗传率变化较大,而多基因遗传率在不同环境中变化相对较小,表明环境对数量性状主基因的表达影响大,对多基因的表达也存在影响。对环境间差异较大性状的研究和选育,要在多个特定的环境中进行,才能提高效率。     

衣分不同陆地棉品种的产量及产量构成因素的遗传分析

选用衣分不同的陆地棉品种配置组合,率先将主基因-多基因联合世代分析与双列杂交试验分析相结合,分别从单个和整体基因水平上对棉花产量及产量构成因素进行了遗传研究。对2个高×低衣分组合的主基因-多基因6世代联合分析结果表明,各产量性状至少在1个组合中检测到主基因的存在,说明产量性状主基因存在的普遍性。由2个组合各产量性状的主基因、多基因遗传率比较得出,产量性状的主基因遗传率比多基因遗传率在不同组合间趋势变化相对较稳定;各性状在2个组合中的主基因、多基因遗传率分量不完全相同。衣分、铃重和籽指在2个组合中分别以主基因遗传为主和以多基因遗传为主;子棉产量和皮棉产量在2个组合中均以主基因遗传为主;衣指在组合I中以多基因遗传为主,在组合II中属于典型的多基因遗传;单株铃数在组合I中属于典型的主基因遗传,在组合II中以多基因遗传为主。双列杂交结果表明,陆地棉产量及产量构成因素都有较高的遗传主效应方差,产量性状受加性效应和显性效应共同控制,其中,衣分、衣指以加性效应为主;子棉产量、铃重和籽指以显性效应为主;皮棉产量和单株铃数以加性和显性效应为主。衣分和衣指的普通广义遗传率和普通狭义遗传率均最高,与联合世代分析两性状的总遗传率平均值结果趋势一致。相关和通径分析一致表明,产量构成因素中单株铃数对皮棉产量的贡献最大,衣分次之,铃重最小。     

短季棉早熟性状及产量构成因素的遗传分析和选择策略

对9个早熟及产量性状的有关遗传参数进行了相关分析和通径分析,结果表明,高强度选择可使目前推广品种(系)的丰产性和早熟性得到进一步改善;育种选择策略应从提高株铃数和衣分入手,选择第一果枝节位低、开花早、脱落少和铃不太大的类型,其中早代果枝节位严选,开花期、结铃率和衣分大群体选择,株铃数连续选择,就可实现培育出高产、早熟品种(系)最终目标.     

利用陆地棉MAGIC群体定位产量、生育期和株高性状的QTL

棉花的产量、生育期和株高是重要的农艺性状, 决定着棉花的经济效益和生产方式。为了研究这些性状的遗传基础, 利用8个亲本构建的包含960个株系的陆地棉MAGIC (multi-parent advanced generation inter-cross)群体和SSR标记对这些性状进行关联分析。对产量、生育期和株高共8个相关性状进行了3年3个地点共5个环境的田间试验。经过最佳线性无偏预测(BLUP)综合多环境的表型数据, 发现MAGIC群体比亲本有更丰富的表型变异。8个性状的广义遗传力(H ²)变化范围为0.17~0.71。结合284个SSR标记基因型数据, 利用混合线性模型对产量、生育期和株高相关性状进行关联分析, 分别检测到51、27和9个显著关联的位点, 这些位点都表现出微效性, 表明该陆地棉MAGIC群体在性状位点的挖掘方面具有高效性。检测到20个标记位点或区间控制多个性状, 还发现单株有效铃数、单铃皮棉重、第一果枝节位和株高存在染色体热点区域, 对多性状综合研究或单性状深入挖掘具有重要价值。本研究为后续深入利用MAGIC群体进行遗传研究提供参考, 一些表型优良的材料和关联到的位点为育种改良奠定了基础。     

光子陆地棉种质资源主要性状的遗传评价

以102份光子陆地棉材料为母本,分别与遗传标准系TM-1杂交,获得102个F₁群体。采用随机区组设计,设置3个重复,对光子陆地棉材料主要性状进行遗传评价。结果表明,调查的11个性状表型差异均较大,材料间产量性状(株高、果枝数、铃数、铃重、衣分和子指)差异大于纤维品质性状(纤维长度、纤维强度、马克隆值、整齐度和伸长率),特别是衣分、铃数等性状差异更明显; 除果枝数、马克隆值、伸长率以外,光子亲本群体其他性状的平均值都小于F₁群体。而亲本群体所有性状的变异系数均大于F₁,不同光子材料的杂种优势有很大差别,中亲优势和超亲优势也有很大的差别,有些种质某些性状的中亲、超亲优势为负值,其后代性状表现劣势; 纤维品质性状的中亲、超亲优势与毛子程度均呈负相关,而产量性状的中亲、超亲优势与毛子程度均呈正相关,说明可利用光子材料杂种优势改良纤维品质,而其后代产量性状的杂种优势利用受到限制; SSR分子标记遗传相似系数与各个性状的中亲、超亲优势的相关都不显著,说明在光子材料的育种中,杂种优势是不能通过亲本之间的遗传背景相似程度来预测的。     

短季棉霜前皮棉产量及其相关性状的关联度分析

对短季棉霜前皮棉产量及其相关性状的关联度分析,可知霜前花率和衣分对霜前皮棉产量的影响较大,单株铃数和单株果枝数次之,铃重、果枝始生节位、株高、子指和生育期等对霜前皮棉产量的影响较小.选育过程中要分清主次,抓主要性状的改良,改进霜前花率和衣分并与其它性状相协调,提高霜前皮棉产量.     

不同环境下中棉所70RIL群体棉铃重的主基因+多基因遗传分析

解析棉花铃重的遗传特点，明确棉花铃重对产量形成的贡献机制。以国审优质棉‘中棉所70’为基础构建的RIL群体，在9 个环境下(15AY、15LQ、15ALE、16AY、16LQ、16ALE、16KRL、16SHZ和16CD)对RIL 群体和两亲本进行表型分析，并利用主基因-多基因混合遗传模型综合分析铃重的遗传特点。结果表明，不同环境对铃重的影响表现为西北早熟棉区>西北中早熟棉区≥黄河流域>长江流域的趋势；在9 个环境下亲本对铃重的影响表现为‘901-001 系’均大于‘sGK中156’，RIL 群体的铃重为3.29~7.82 g，偏度和峰度绝对值都小于1.0，呈正态分布，变异系数为5.78%~8.72%。其遗传模型是以2~4 对主基因或2 对主基因+多基因遗传控制，在15AY和16CD环境下最多检测到4 个主基因的存在，一般情况下，铃重是以多基因遗传为主，主基因遗传率在6.96%~45.69%，多基因遗传率在51.06%~88.99%。表明铃重性状受环境与基因型互作影响很大。     

Major Gene Plus Polygene Genetic Analysis of Lint Percent in Upland Cotton

[Objective] Lint percentage is a critical factor in cotton (Gossypium hirsutum L.) yield; however, there is limited genetic researches available to dissect the genetic characteristics of cotton lint percentage or for illustrating the mechanism of how lint percentage contributes to yield formation.【Methods】This study used the major gene plus polygene genetic model to perform a comprehensive study on genetic variation among lint percentage characteristics. In total, a 250-recombinant inbred line population was constructed for cultivar CCRI 70, a national high-quality cotton, and this population and the cultivar’s parental lines were phenotyped in nine environments in the Yellow River Valley, the Yangtze River Valley and Northwest Inland Region. 【Results】The lint percentage of the female parent sGK Zhong 156 was greater than that of the male parent 901-001 when grown in the nine environments. The lint percentage range of the recombinant inbred lines was 33.91%–40.18%, with an average of 38.01%, and the average was lower than that of the parental values. Thus, the performance was heterotic. The absolute values of skewness and kurtosis were less than 1.0, indicating a normal distribution, and the coefficients of variation ranged from 5.36% to 8.17%. Lint percentage showed the following geographical trend: Northwest Inland Region＞the Yellow River Valley＞the Yangtze River Valley. The genetic model is as follows: in different environments, lint percentage is controlled by two to four pairs of main genes or two pairs of major genes plus polygenes. The heritability of major genes ranged from 1.26% to 83.13%, the multiple gene heritability ranged from 27.35% to 90.83%, and the heritability of major genes plus multiple gene ranged from 92.00% to 99.35%. In the current study, lint percentage was mainly controlled by the major genes model having two major genes plus polygenes and the major gene model having two to four major genes. Among 2015 in Anyang, Henan, 2016 in Anyang, Henan and 2016 in Linqing, Shandong, only the former had four pairs of major genes. 【Conclusion】When the main gene plus polygenic benefits on lint traits is greater than 90%, then a high quality cotton is produced. The results are helpful in elucidating the genetic rules regulating the yield components of CCRI 70, and they provide a theoretical basis for improving cotton yield.     

陆地棉配合力与杂种优势、遗传距离的相关性分析

 用10个陆地棉亲本进行不完全双列杂交,共配置了45个组合,计算亲本的一般配合力（GCA）、特殊配合力(SCA)、杂种优势,并结合SSR标记研究了陆地棉亲本配合力与杂种优势、遗传距离之间的相关关系。配合力分析发现,10个亲本的一般配合力和特殊配合力存在显著或极显著差异。分析亲本配合力、杂种优势和遗传距离的相关性发现,子棉产量、皮棉产量、衣分的一般配合力和杂种优势呈显著或极显著相关,纤维长度、比强度、麦克隆值、株高、果枝数、单株铃数、铃重、子棉产量、皮棉产量、衣分的特殊配合力和杂种优势均呈极显著正相关,而与遗传距离相关均不显著。单株铃数、铃重、子棉产量、皮棉产量、衣分的杂种优势与遗传距离均为正向显著或极显著相关。在育种实践中这些显著或极显著相关的性状可能具有较高的改良潜力。