杂交棉中棉所70后代分离群体产量品质的表型变异分析

中熟转基因抗虫杂交棉中棉所70具有高产优质特点,由高产且综合性状优良的抗虫棉SGK 156与品质优异的渐渗系材料901-001为亲本配制。本文对该杂交种F1及其自交后代F2、F2:3、F2:4和F2:5共4个分离世代材料的皮棉产量和品质性状进行了详细调查和相关性分析。结果表明,杂种F1纤维品质表现突出,上半部平均长度平均为33.00 mm,断裂比强度为33.3 c N·tex-1。在分离群体中,各性状均存在大量的超亲变异,衣分与纤维长度及强度为极显著负相关,与马克隆值为极显著正相关,说明棉花产量与品质间的同步改良仍存在困难。此外,从F2:5株系中挑选出11个优异品系,其中4个材料的皮棉产量超对照,上半部平均长度均高于31.80 mm,断裂比强度在31.0 c N·tex-1以上,铃重均大于6.26 g,衣分最高为38.64%,这表明通过高代自交是可以筛选出具有优异产量及品质性状的品系。本研究为棉花数量性状遗传、基因功能分析、基因聚合育种改良等研究储备了大量的基础材料。     

棉花产量与纤维品质育种主要方法的简要剖析

棉花是一种常异花授粉农作物,产量和优良的纤维品质是棉花育种的重要目的.目前棉花品种的产量与纤维品质之间大部分成反比,很难同时改善棉花纤维品质与产量.导致棉花产量与纤维品质无法同时提高的原因是不利性状基因与目标性状基因连锁.要同时提高纤维品质和产量,必须从育种方法入手,文章基于棉花的生理特性和生长规律,分析棉花产量和纤维品质育种的遗传基础,重点研究棉花育种方法,以达到同时提高棉花产量和纤维品质的目的.     

马铃薯品质性状分子育种研究进展

较为简要地叙述了目前马铃薯品质性状分子育种研究进展状况,对马铃薯炸片颜色基因、高蛋白质基因两品质性状的分子标记研究进展以及利用基因工程技术提高马铃薯淀粉含量、降低还原糖含量、提高蛋白质含量、选育优质品种等方面的进展情况进行了描述,并对利用分子育种技术改良马铃薯品质研究中分子标记、基因工程技术上存在的问题作以探讨,为今后开展马铃薯分子育种研究奠定基础,同时对利用分子育种技术改良马铃薯品质前景进行了展望。     

棉花纤维品质分子育种的现状及展望

棉纤维是重要的纺织工业原料。随着人民群众对衣着要求的普遍提高,纺工部门引入高效快速的纺纱技术,对棉花品种的总体纤维品质,提出了更高的要求。目前国内外棉花育种家除了利用常规技术外,还大规模开展了棉纤维品质改良的分子育种研究。本文综述了国内外利用克隆出的棉纤维发育基因以及外源基因开展棉纤维品质改良的转基因育种和棉纤维优质基因的分子标记筛选和辅助选择育种的研究进展。同时,根据我国目前棉花品种品质水平、生产状况,提出了棉花品质育种策略。     

棉花多抗全程逆境鉴定筛选育种体系

经 1 0多年的研究 ,建立了一个旨在提高棉花群体丰产优质多抗性的综合改良的育种方法体系。该体系将多逆抗性筛选、复合杂交、轮回选择、人工或自然病圃全程逆境鉴定选择有机地结合 ,采用多目标性状综合选择的方法进行棉花品种的综合改良。育种实践证明 ,该方法体系能有效地打破产量、品质与多抗性间的遗传负相关 ,增加有利基因重组 ,提高选择效率 ,已育成中棉所 1 7、中棉所 1 9等丰产优质多抗品种     

稻米淀粉品质遗传与改良研究进展

本文介绍了稻米淀粉品质性状的含义和主要内容,较全面地总结了直链淀粉含量、糊化温度、胶稠度、RVA谱、支链淀粉结构、淀粉膨胀体积以及淀粉凝胶的质构和老化特性等性状的遗传研究进展.总结了淀粉品质与其它品质性状与农艺性状的遗传相关性,环境条件(灌浆结实期气温)及基因型×环境互作效应对稻米淀粉品质的影响,及分子辅助选择与基因工程技术改良稻米淀粉品质的研究进展.今后淀品质研究应集中在淀粉品质相关性状形成的基因网络解析、淀粉基因分子标记挖掘、淀粉品质的多基因聚合育种及淀粉品质分子设计的数据库建设.通过应用基础研究以及相关技术集成,特别是分子设计(聚合)育种技术的实践,有望培育出淀粉品质符合市场要求的优良品种.     

基于两个陆地棉低世代群体定位纤维品质相关QTL

【目的】定位棉花纤维品质性状相关的数量性状位点(Quantitative trait locus,QTL)。【方法】以陆地棉高强纤维品系中棉所679和纤维品质一般的农垦5号为亲本构建包含200个单株的F2群体及对应的F2:3家系群体,对2个群体的纤维长度、断裂比强度等5个纤维品质性状进行检测。用6 688对简单重复序列(Simple sequence repeat, SSR)引物在双亲间筛选,得到149对多态性引物,以F2为作图群体,使用QTL IciMapping软件进行连锁图谱构建,并对F2及F2:3群体进行QTL定位。【结果】根据F2群体基因型信息构建了1张包含119个标记、28个连锁群、总长为1 173.5 cM(centiMorgan)的遗传连锁图谱。分别在F_2、F2:3群体中检测到9个和11个与纤维品质性状相关的QTLs,这些QTLs分布在11个连锁群上。其中F2群体的qFL-D11-1、q BT-D11-1与F2:3群体的qFL-D11-1、q MIC-D11-1均定位在标记DPL0062与HAU0423之间,推测这些位点可能是控制纤维品质性状的重要QTL。【结论】利用多个群体进行QTL定位有益于发现稳定的QTL位点,控制纤维品质性状的基因可能成簇存在,为挖掘纤维品质性状相关基因及分子标记辅助育种奠定基础。     

棉花纤维品质和产量负相关的遗传基础被揭示

<正>由中国农业科学院棉花研究所分子育种课题组联合西北农林科技大学、郑州大学等13家单位,利用标记辅助选择、基因组编辑等技术对棉花纤维品质和产量同步改良提供基因资源和位点信息。结果已经在线发表于《植物生物技术杂志》(Plant Biotechnology Journal)。研究利用棉花亲本0-153和SGK9708进行杂交,在黄河流域等22个环境下,对棉花产量及纤维品质进行评价,并结合覆盖全基因组的微卫星序列标记及单     

陆地棉纤维品质性状主基因与多基因混合遗传分析

采用2个纤维品质表现高强的材料和黄河流域棉区的2个主栽抗虫品种配成2个组合,利用主基因与多基因混合遗传模型分析方法,对主要纤维品质性状进行5个世代联合分析。结果表明多数品质性状是由一个主基因和多基因控制。主基因遗传效应中,F2分离群体中,比强度的遗传效应最大,为14.36%和8.40%,其次是绒长性状,为9.51%和2.59%。F2:3中的主基因效应与F2接近。主基因显性效应很小,除纤维长度在一个组合中总显性效应(主基因显性效应 多基因显性效应)为较大正值外,其余三个性状在两个组合中均表现负值或接近于0,杂合状态下多数纤维品质性状表型值偏向中亲值或低亲值,分子标记研究也证明了这一点,所以棉花纤维品质性状单纯依靠表型选择效率低,需要依靠分子标记辅助育种对主栽品种进行品质改良。     

作物品质性状的分子遗传改良

近年来,人们对蔬菜、水果和农作物的品质要求不断提高,而品质性状多为多基因或寡基因控制的数量性状或数量-质量性状,其表型易受到环境影响。一些品质基因常表现隐性且品质检测操作复杂,制约了品质育种的发展。随着分子标记技术的发展,寻找与优良品质性状紧密连锁的分子标记,并用以进行标记辅助选择育种,将大大提高品质性状选择效率和遗传改良速度,分子标记、分子标记辅助育种和转基因技术将为改善作物品质提供有效手段。总体来说,作物品质在分子水平上的研究尚处于起步阶段,但取得了一些令人鼓舞的成果,本文对小麦、水稻、黄瓜、番茄、西瓜等作物外观品质、营养品质和风味品质在分子水平上的研究进展进行了综述,并探讨转基因技术和分子标记辅助育种在改善作物品质性状方面的前景。     

2005—2012年新疆南疆棉区棉花杂交种主要经济性状优势分析

研究杂交棉在高密度植棉模式下主要经济性状优势,为新疆南疆棉区棉花杂交种利用提供理论依据。利用2005—2012年南疆中早熟杂交棉和常规陆地棉区域试验品系和审定品种的皮棉产量、纤维品质性状的多年多点数据,进行整理和对比分析。在高密度膜下滴灌种植模式下,杂交棉参试组合经历了起步-快速发展-急速下降的过程。杂交棉参加区试组合在单株铃数、单铃重、衣分变幅较大。陆陆杂交棉组合平均皮棉产量略高于常规陆地棉,纤维长度、比强度等品质指标略低于常规陆地棉,但均不显著。陆陆杂交棉审定品种在单株结铃、单铃重方面显著高于常规陆地棉,但每公顷铃数较常规陆地棉低3.0万个,平均皮棉产量差异不显著。陆海杂交种在单株铃数、纤维品质、抗病性等总体优于陆陆杂交种和常规棉,但在单铃重、衣分、皮棉产量平均分别低于常规陆地棉27.0%、11.3%、7.0%。在目前高密度植棉模式下,参试杂交棉组合较常规陆地棉生产优势并不明显,继续开展高密度强优势杂交棉育种及种植模式研究非常必要。     

棉花海陆杂交纤维品质性状遗传参数分析

为了研究棉花海陆杂交纤维品质性状的遗传规律,本试验采用5个陆地棉品种（系）作母本与5个海岛棉品种（系）杂交,配制25个杂交组合,随机区组试验设计,重复2次。主要检测杂交种F1代纤维品质性状,以小区平均数进行相应的方差分析及遗传参数估计。结果表明：陆地棉亲本间变异除马克隆值外,其他纤维品质性状均差异显著或极显著,而海岛棉亲本间除伸长率外,其他性状均存在显著或极显著差异;各纤维品质性状双亲互作效应均不显著。另外,遗传参数结果表明：绒长、比强度和马克隆值的遗传变异系数与表型变异系数变化趋势基本吻合,且均大于环境变异系数。整齐度和伸长率的遗传变异系数均小于环境变异系数,说明整齐度和伸长率的变异中环境因素的作用不容忽视。绒长、比强度和马克隆值的广义遗传率较高,在采用海陆杂交改良棉花纤维品质性状时,适宜在早代选择优异株系。     

Identification and Analysis of Fiber Quality and Yield Related Traits of Interspecific (Gossypium hirsutum L. × G. barbadense L.) Hybrids

[Objective] The aim of this study is to study the hereditary of heterosis of fiber quality and yield-related traits in the upland-island interspecific hybrids, and breed new interspecific hybrid varieties with high yield and fine fiber quality. [Method] In this study, 12 upland cotton materials and 5 sea-island cotton materials were selected to determine the fiber quality and yield traits of their parents and F₁ in Lin’an, Zhejiang and Sanya, Hainan. [Result] It was found that fiber length and fiber strength of F₁ (Gossypium hirsutum × G. barbadense) generally had significant mid-parent heterosis (MPH), some hybrid combinations showed strong over-parent heterosis (OPH), fiber length had a small coefficient of variation between the two places and could be stably inherited. And in terms of yield, seed cotton weight, lint weight, and lint percentage of some upland-island hybrids had MPH, but they were still significantly lower than those of upland cotton parents. [Conclusion] Two long-staple cotton hybrid combinations T035 and T044 with 5A grade high-quality were obtained, and an excellent material of G. barbadense Ta10-280 was screened. This study provides valuable data for the genetic law of fiber quality heterosis of upland-island hybrid cotton.     

三个栽培种中天然彩色棉的遗传多样性及关联分析

本研究利用主要农艺性状和SSR标记分析了137份陆地棉、13份海岛棉以及27份亚洲棉等不同纤维色泽的种质资源。170对SSR引物共检测到1036个等位基因变异。其中有多态性的等位基因923个,平均每个SSR位点有5.43个等位变异,变化范围为1~10。位点多态性信息量(PIC)的变化范围为0.56~0.93,PIC在0.85以上的多态性SSR位点为122个。结果表明,实验材料存在着丰富的遗传多样性。在群体结构分析基础上,使用TASSEL软件中的混合线性模型(MLM),在陆地棉中得到与11个性状相关联的SSR标记23个;在海岛棉群体得到与5个性状关联的17个标记;在亚洲棉中检测到与8个性状关联的15个标记位点。在三个栽培种中与纤维色泽度相关的标记位点一共有6个,分别是CIR51-4、BNL1421-2、BNL2656-2、DPL570-2、GH268-6和TMB131-1,表型变异解释率从3.12%到18.97%。三个栽培种中天然彩色棉种质具有丰富的遗传多样性,为棉花的种间、种内杂交育种以及拓宽棉花新品种的遗传背景提供了物质基础和理论依据。     

陆海种间杂交纤维品质性状的遗传及其F1群体优势分析

 以4个陆地棉品种（系）和3个海岛棉品种为亲本配制不完全双列杂交组合12个,采用包括基因型×环境互作的加性-显性（AD）遗传模型,通过对亲本和F₁的2年随机区组试验数据分析,结果为：纤维整齐度受环境的影响较大,纤维长度、强度、麦克隆值及伸长率受环境的影响较小,纤维品质性状的遗传主要受遗传因素控制;所有的性状都存在显著或极显著的显性效应;麦克隆值只受显性效应控制,其它4个性状还存在极显著的加性效应;强度以加性效应为主,长度、整齐度和伸长率的显性效应值分别大于相应的加性效应值;所有性状的加性效应和显性效应与环境之间的互作效应都很小。长度、强度、麦克隆值和伸长率的广义遗传率都非常高,整齐度的广义遗传率较小。这些结果表明,除纤维强度外陆海杂种纤维品质性状的遗传中显性遗传效应明显,与陆陆杂种及海海杂种以加性遗传效应为主的结果不同。长度、强度、整齐度和伸长率具有明显的正向群体平均优势;麦克隆值有显著的负向群体平均优势和群体超亲优势。通过陆海杂交利用海岛棉的优质纤维性状时,强度宜早代选择,而其它性状的选择不宜太早。     

陆海杂种棉花自然吐絮铃与霜后大铃的纤维品质差异比较分析

通过对两套材料（15个海岛棉及其陆海杂种F1与89个陆海杂种BC2F1群体株系）霜后大铃（未正常吐絮）与霜前自然吐絮铃纤维品质性状的分析,结果为除比强度和伸长率外,2003年的15个材料霜后大铃比正常吐絮铃的平均纤维长度短1.15mm、马克隆值降低1.00、整齐度减少2.16,差异都达到了极显著水平;除纤维长度外,2005年的89个群体株系霜后大铃比自然吐絮棉铃平均纤维比强度增加1.73cN/tex、马克隆值降低1.33、整齐度减少0.49、伸长率增加0.21,差异也都达到了极显著水平。霜后大铃与自然吐絮铃纤维品质均存在显著或极显著的正相关,不同材料霜后大铃纤维品质性状的变化趋势与自然吐絮铃的基本一致。这说明了霜后大铃对多数纤维品质性状具有显著的影响,特别是马克隆值和纤维整齐度。但是与自然吐絮棉铃一样,霜后大铃仍能基本反应材料间的纤维品质性状的遗传差异,这对陆海杂种棉花纤维品质遗传研究和育种选择意义重大。     

利用SSCP技术分析棉花纤维差异表达的基因

 单链构象多态性(Single strand conformation polymorphism,SSCP)技术是一种简便、灵敏的多态性检测方法,可以检测出在非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳中因构象差异而导致的单链DNA片段迁移率的不同。本研究根据棉花基因芯片筛选的纤维发育中差异表达基因设计了162对引物,利用SSCP技术在4个陆地棉品种、4个海岛棉品种中进行多态性检测。结果表明,在162对引物中,146对引物经PCR扩增后在1.5%的琼脂糖凝胶电泳中检测出现清晰、明亮的带。经过SSCP分析,54对引物在陆地棉之间产生多态性,共出现116个多态性位点;45 对引物在海岛棉之间产生多态性,共出现111个多态性位点;79对引物在陆地棉和海岛棉之间产生多态性,共出现260个多态性位点;36对引物在陆地棉之间、海岛棉之间同时出现多态性。进一步聚类分析后表明,海岛棉和陆地棉分别聚在了一起。     

棉花种质资源收集鉴定与创新利用

十二五期间通过对我国西南地区、南海诸岛、及国外野生棉起源中心实地考察和广泛征集,新收集国内外棉花种质资源1220份,其中陆地棉986份、海岛棉176份、亚洲棉58份,所收集种质均已入国家中期库保存。收集的棉花种质资源分别在河南安阳、海南三亚、新疆阿拉尔进行主要农艺经济性状鉴定和特性鉴定。通过SSR(Simple sequence repeat)分子标记、重测序等技术对收集到的种质进行了分子鉴定,筛选到大量与纤维品质、抗黄萎病、抗旱、抗草甘膦显著关联的基因。在收集保存的种质资源基础上,通过辐射诱变、远缘杂交、复合杂交创造出优质、高产、抗逆等优异种质资源。通过展示向全国科研院所及公司发放棉花种质19 191份次。     

Comparative efficiency of honeycomb and conventional pedigree methods of selection for yield and fiber quality in cotton (Gossypium spp.)

The effectiveness of honeycomb pedigree selection (HPS) as compared to conventional pedigree selection (CPS) was studied in one intraspecific (G. hirsutum L. × G. hirsutum L.) cross population (population I) and one interspecific (G. hirsutum L. × G. barbadense L.) cross population (population II). Combined selection for yield and lint quality traits was applied for four cycles at two locations for population I and atone location for population II. Finally, the best F₆ lines derived by each method, together with the unselected population derived by single seed descent (SSD) and three check cultivars, were tested in comparative experiments, separately for each cross, at the same locations. In both populations the analysis of variance indicated significant differences among the groups of the material tested for seed cotton yield, mean boll weight, micronaire reading, staple length, and uniformity ratio. No significant differences were found with respect to plant height, lint percentage, and fiber strength in population I and with respect to lint percentage and fiber strength in population II. In population I, on the basis of mean seed cottonyield and number of superior lines derived by each method as compared to the check varieties and the unselected SSD population, HPS-lines were superior to CPS-lines for seedcotton yield, fiber length and boll weight. HPS-lines, however, did not differ significantly in seedcotton yield from the best check cultivar Eva. Finally, the material derived by CPS was earlier in maturity than the material derived by HPS and SSD. Also in population II, on the basis of mean seedcotton yield and number of superior lines derived by each method as compared to the unselected SSD population, HPS-lines were superior to CPS-lines. No significant differences, however, were identified between the material of the two methods for lint quality traits. It was concluded that in both populations HPS was more effective than CPS in identifying lines with high yielding ability and good lint quality. This superiority of HPS is attributed, at least partially, to its effectiveness in early generation selection. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

AFLP标记与棉花重要农艺性状的关联研究

 以陆地棉（Gossypium hirsutum L.）品种中棉所8号和海岛棉（Gossypium barbadense L.）品种Pima 90-53杂交产生的包含91个单株的BC₁F₂群体及其衍生BC₁F_2:3群体为材料,利用逐步多元回归分析确定分子标记与重要农艺性状的相关关系,为分子标记辅助选择提供依据。试验材料分别种植在保定市郊和沧州青县两个点,每个株行考察衣分、子指、铃重、皮棉重、子棉重5个产量性状和2.5%纤维跨距长度、马克隆值、纤维整齐度、纤维伸长率、纤维比强度5个品质性状。以20对AFLP引物组合产生的125个位点对10个重要农艺性状进行多元线性回归分析,发现其中4对引物组合产生的15个位点与10个性状有着显著相关性（P≤0.05,P≤0.01）,而后通过逐步多元回归分析获得6个位点,对9个农艺性状所解释的表型变异为6.2%～30%。结果表明,与9个农艺性状显著相关的6个AFLP位点可以用于未来的分子标记辅助育种计划。