陆地棉主要农艺与纤维品质性状的双列杂交分析

本文利用加性-显性与环境互作的遗传模型(ADE模型),分析8个陆地棉亲本及其F1在不同环境下的农艺和纤维品质性状,在估算遗传方差分量、遗传效应的基础上,分析各类性状间的遗传相关性,并预测F1和F2的杂种优势,为棉花杂种优势利用和新品种选育提供了较有价值的信息。研究表明,农艺与纤维品质性状的遗传主要受加性、显性和加性与环境互作效应控制。遗传相关分析表明,皮棉产量与纤维品质性状的显性相关系数值较大,利用杂种优势在早期世代可以得到协同改良,纤维品质性状间易实现协同改良。杂种优势分析表明,F1和F2的皮棉产量均具有显著的超亲优势,纤维品质性状的杂种优势不明显。     

陆地棉种子发育过程中 microRNA 的挖掘与功能研 究简

 microRNAs (miRNAs)广泛参与调控植物的生长和发育,但这类分子是否对棉花胚珠和纤维的生长发育起到重要的作用,还有待验证。对这些小分子的认识,一般先要从序列信息的获得上开始。应用基因芯片对TM-1 +5 DPA （开花后5 d）胚珠总RNA进行了miRNA 的筛选研究。结果显示,含有352 个探针的芯片成功钓取到199 个陆地棉miRNA,其中绝大多数为首次报道。此外,对miR399 研究发现,它与纤维中磷的含量变化相关; miR169 可能与干旱应激反应有关。     

棉花三系杂交种不同生态区遗传效应及优势表 现简

 选用3个核背景不同的恢复系材料和7个不同的哈克尼西棉胞质不育材料作为亲本,根据NCⅡ遗传交配设计,配置了21个杂交组合,分别在黄河流域棉区河南安阳、黄淮流域棉区河南西华和长江流域棉区安徽无为3个生态区试点种植,通过性状调查与室内考种,采用朱军的ADE模型,进行数据分析。结果表明,子棉和皮棉产量主要受到加性、显性、加性与环境互作效应的影响,衣分和铃数主要受加性、加性与环境互作效应的影响,而铃重则只受加性与环境互作效应的影响;对于纤维品质性状,纤维长度、马克隆值、比强度和整齐度受到加性效应的影响,同时,纤维长度和马克隆值还与加性与环境互作效应相关;遗传率分析与遗传方差分量分析表现一致;产量及产量性状之间有一定的遗传相关,而纤维品质性状之间的遗传相关则较小,产量和纤维品质性状之间也存在着较少的遗传相关;杂交组合的产量竞争优势表现为安阳试点>西华试点>无为试点,说明与生态环境有关。在3个不同的生态区,研究了21个杂交组合的遗传效应及优势表现,研究结果对三系杂交组合选配有一定的指导意义。     

早熟陆地棉主要纤维品质性状的遗传效应及杂种优势研究

通过ADAA模型(加-显-上位性效应)研究了早熟陆地棉2.5%跨长、整齐度、比强度、伸长率、麦克隆值等5项主要纤维品质性状的遗传效应及杂种优势。结果显示,早熟陆地棉纤维品质性状中2.5%跨长、比强度、伸长率和麦克隆值的遗传以加性效应为主,其次为显性效应,其狭义遗传率分别为65.7%、74.2%、39.6%和47.5%,均达到极显著;整齐度以显性效应为主,其次为加性效应;5项性状指标的上位性效应很小或无;F1和F2品质性状无杂种优势,但有一定的群体平均优势。本试验亲本纤维品质性状一般配合力差异较大,为利用新疆早熟棉中优良材料改良其他三类短季棉的品质提供了可能。     

新疆高品质陆地棉纤维品质性状遗传分析研究

 以9-1696×CCRI 35配置单交组合及其衍生世代,利用该组合的P₁、P₂、F₁、F₂、B₁和B₂ 6世代群体的纤维品质性状,采用世代平均值法、主-多基因混合遗传模型分离分析法对该组合纤维长度、整齐度、比强度和伸长率4个纤维品质性状做遗传分析。结果表明：（1）4个纤维品质性状均以加性遗传为主,同时检测出显著的上位性效应。经模型适合性检验,纤维长度和伸长率两个纤维品质性状符合加性－显性－上位性遗传模型。比强度和整齐度性状符合加性－上位性遗传模型。（2）比强度和伸长率符合两对加性－显性－上位性主基因＋多基因混合遗传模型,其主基因遗传率分别为：比强度（47.80%）、伸长率（20.07%）。纤维长度和整齐度遗传受主基因和多基因共同控制。     

光质对离体诱导棕色棉纤维基因表达影响的 cDNA-SRAP 分 析简

 以离体培养棕色棉纤维（暗培养10 d）为材料,分别用红、黄、蓝、白光进行处理,在24 h光照条件下培养10 d后,利用cDNA-SRAP技术对其基因表达进行分析。对其中16个差异片段测序后进行同源性比对和功能分析表明：2个序列功能与植物抗逆性有关（CNGC5类似蛋白基因、（+）-δ-杜松烯合成酶）;3个序列与生物代谢相关（β-1,3-葡聚糖酶13基因、质膜胆碱转运蛋白基因、tau类谷胱甘肽转移酶基因）。其中,谷胱甘肽转移酶基因与原花青素合成前体物质的转运有关,光质可能通过影响谷胱甘肽转移酶基因进而对原花青素的合成产生影响。     

山东植棉区降水与棉花水耦合度的时空变化特征分 析简

 基于山东省17个气象站1961—2012年的逐日气象资料,利用FAO推荐的Penman-Monteith公式及作物系数对棉花各生育阶段的作物需水量进行估算,并利用同期降水量计算了各生育阶段的降水与作物需水耦合度,最后采用反距离插值法生成山东省棉花各生育阶段耦合度的分布图,并对耦合度的时间序列进行趋势分析。结果表明：山东植棉区棉花全生育期降水与作物需水耦合度多年平均值在0.692～0.847之间,全生育期耦合度的空间变化趋势为西部、北部低,由此向东、向南递增;播种期和吐絮成熟期耦合度普遍较低,而蕾期和花铃期的耦合度明显高于其他生育季节;东营、惠民、德州等棉花种植面积最集中的北部和西北部站点全生育期、吐絮成熟期耦合度大于0.6和0.8的保证率明显低于其他地区。播种期、苗期和吐絮成熟期耦合度在多数站点趋于减少趋势,而苗期则有76.5%站点耦合度趋于增大趋势。     

转基因抗虫棉纤维品质性状的遗传分析

 根据ADAA遗传模型分析了7个转基因抗虫棉亲本、两个非转基因抗虫亲本和36个半双列杂交F1的纤维品质性状的两年资料,估算各项遗传方差和成对性状间的遗传相关性。结果表明,转基因抗虫棉纤维品质的5个性状受加性、显性和上位性的共同控制,其中麦克隆值、2.5%纤维长度和纤维比强度以基因显性效应为主,麦克隆值和纤维整齐度以上位性效应为主。除纤维比强度外,其余4个纤维品质性状都受到环境互作效应的影响,且影响较大。遗传相关分析表明,纤维比强度与2.5%纤维长度的基因型相关和表型值相关达极显著水平,其中加性相关未达显著水平,显性相关达极显著水平。比强度与麦克隆值的基因加性相关也达极显著水平,但表型相关未达显著水平。利用亲本和F₁的资料预测了F₂的基因型值和杂种优势。结果表明,F₂代的麦克隆值、伸长率、2.5%纤维长度、整齐度、纤维比强度的中亲优势分别为1.0%, 8.5%, 0.8%, 0和2.9%, 无超亲优势。     

陆地棉F_2纤维品质性状杂种优势的遗传分析

本研究根据加性─显性与环境互作的遗传模型，分析了陆地棉１０个杂交亲本和２０个Ｆ１五个纤维品质性状的两年试验资料，估算各项遗传方差分量和成对性状间各项遗传效应的相关，预测了不同年份Ｆ２杂种优势的遗传表现。各纤维品质性状主要受加性效应的影响。其中纤维长度、纤维强度和麦克隆值３个性状还受到基因型×环境互作效应的影响。基因型×环境互作效应对纤维整齐度和纤维伸长率两个性状影响均不显著。遗传相关分析表明，杂交后代皮棉产量与纤维长度、纤维整齐度、纤维伸长率和纤维细度间可进行同步改良，皮棉产量与纤维强度同步改良较为困难。杂种早代皮棉产量高的组合其纤维强度也较好。Ｆ２纤维品质性状杂种优势的均值一般较小。此外还分析了组合纤维长度、纤维强度和麦克隆值杂种优势在不同环境中的表现。     

种快速提取棉花干种子基因组 DNA 的新方 法简

 利用SSR(Simple sequence repeats)分子标记技术,能够快速有效地进行杂交棉纯度鉴定。为了攻克SSR分子标记技术中存在的技术难关,本文专门对棉花干种子胚的基因组DNA提取方法进行了研究。利用该方法,只需要2次加液、1次离心,从基因组DNA提取到SSR-PCR扩增,最后电泳,进行谱带分析,整个过程仅需4.5～5 h。本方法成本低、速度快、操作简单,适用于批量化DNA的提取,且整个提取过程无毒、无污染,是一种资源节约型和环境友好型的高效提取方法,适用于大批量样本的SSR分子标记鉴定工作。     

持续高温干旱年份陆地棉农艺和产量性状的遗传效应分析

本文采用NCⅡ交配设计方法,以9个陆地棉品种(系)配置16个杂交组合,利用加性—显性与环境互作的遗传模型(ADE模型),分析亲本和F1在2013年持续高温干旱条件下望江、九江2个环境下的农艺和产量性状,估算了各项遗传方差分量,分析了性状间各项遗传效应的相关性和各性状的杂种优势。结果表明,农艺和产量性状易受环境条件影响,子棉产量、皮棉产量、单株铃数和铃重的遗传主要受显性效应控制,衣分同时受加性和显性效应控制,子指主要受加性效应控制。遗传相关分析表明,子棉产量和皮棉产量与铃重和衣分呈显性正相关;铃重与衣分呈显性正相关,衣分与子指的加性和显性均为负相关。杂种优势分析表明,中棉所63的铃重、衣分、子指、子棉产量和皮棉产量的群体平均优势达极显著水平,其皮棉产量的杂种优势可以利用至F3。     

陆地棉资源主要产量和纤维品质性状的遗传多样性分析研究

为了提高棉花种质资源的利用效率、增加骨干亲本的遗传多样性,对114份资源材料进行遗传多样性分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析。衣分、单铃重和马克隆值的变异系数较大,整齐度的变异系数最小;子指的遗传多样性指数最大,伸长率的遗传多样性指数最小;主成分分析的前3个因子累计贡献率达到83.91%;单铃重与衣分和子指均为极显著正相关,衣分与子指为极显著负相关,纤维品质性状之间均为正相关关系,子指与纤维品质主要表现为负相关,单铃重和衣分与纤维品质表现为显著的正相关;聚类分析将供试材料分为3个大群,第Ⅰ大群主要为彩色棉品种;第Ⅱ大群为纤维品质优异、产量性状一般的材料;第Ⅲ大群的产量和纤维品质综合表现较好。本研究明确了各类材料的典型特征,为材料的高效利用和亲本选择提供一定参考。     

高品质陆地棉与不同类型品种杂种的遗传及优势分析

 比较分析了高品质棉与高品质棉、常规品质转Bt基因抗虫棉杂交组合主要性状的遗传效应和杂种优势。结果表明,两类杂种的子棉产量存在极显著的加性和显性效应;高×高杂种的株铃数和铃重具有极显著的显性效应,高×常抗杂种受加性和显性效应共同控制;两类杂种的纤维品质性状以加性效应为主,但显性效应对纤维长度也起较大作用。高×高杂种的F₁子棉产量和株铃数具有正向超亲优势,高×常抗杂种表现为负向超亲优势;两类杂种的纤维长度和麦克隆值具有较小的正向平均优势,比强度具有负优势。高×高杂种可以在保持亲本良好品质的基础上,利用产量和产量性状的正向超亲优势来提高产量。     

陆地棉主要农艺性状的相关性及聚类分析

以2005—2012年河北省及国家黄河流域棉区审定的30份棉花品种为试验材料,于2012—2013年在冀中南棉区(河北深州)设置品种比较试验,对供试材料的12个主要性状进行变异性、相关性和聚类分析,以期为冀中南棉花品种选择和新育种目标的制定提供理论依据。结果表明:考察的12个性状中以单株铃数和纤维伸长率的变异系数较大,分别为7.94%和8.80%。相关、通径和聚类分析的结果均表明,冀中南地区影响棉花皮棉产量的主要因素为单株铃数和衣分,生产上应首选单株结铃多、衣分高的品种推广应用。推荐的代表性品种有‘冀丰106’、GK99-1、‘农大棉9号’、‘快育66’、‘邯102’等。皮棉产量与上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度、伸长率呈正相关,且与伸长率的相关性达极显著水平。产量与纤维品质间的负相关性逐渐减弱,反映产量与品质同步改良取得一定成效。     

陆地棉纤维细度相关性状的遗传及相关性分析

 利用主基因与多基因混合遗传模型的P₁、P₂、F₁、F₂四世代联合分析方法,研究了棉花纤维细度相关性状的遗传,进一步明确了主基因存在的普遍性。同时,对麦克隆值密切相关的纤维线密度及成熟度比率进行了F₂、F_2:3家系的主基因 多基因单世代分析,初步判定线密度也存在一对主基因。性状间的遗传相关分析表明,麦克隆值及成熟度比率与整齐度分别呈极显著正相关和不相关,该两个性状与其它性状的相关性两个世代表现不一致;线密度与整齐度呈正相关,与伸长率呈极显著负相关,与长度、强度及衣分不相关。线密度与各性状的相关性要比麦克隆值和成熟度比率稳定,受环境影响小,有必要加强线密度的选择及深入研究。     

不同环境下抗虫陆地棉杂交种优势表现及经济性状分析

转基因抗虫杂交棉在不同生态环境下产量性状超亲优势普遍存在,尤以皮棉产量和子棉产量为强,铃数次之.高产水平环境中,杂交种和亲本产量水平均较高,群体超亲优势不明显;产量水平相对较低的环境下,杂交种产量水平相对较低,但群体超亲优势显著,表明杂交种产量相对稳定,而亲本产量水平发挥受环境影响较大.品质性状随环境变化而发生改变,但超亲优势表现均不显著.相关性分析表明,铃数与产量最为密切,单株结铃性强是杂交种选育的重点;铃数、铃重和衣分三者之间均呈显著或极显著正相关,通过亲本选配,三个性状可以同步提高.品质性状之间相关性不一致,麦克隆值与多数品质性状呈显著正相关,表明选配高产优质杂交组合时,一定要选择较低麦克隆值的材料当亲本.     

短季棉主要农艺性状的遗传分析

选用5个早熟不早衰的短季棉品种和5 个早衰的短季棉品种进行部分双列杂交。通过对亲本、F1 和F2 代分别于2001 年和 2002 年两年田间试验研究。结果表明:子棉产量、皮棉产量和衣分3个性状以显性效应为主,其次为加性效应,同时还存在极显著的加性上位性与环境的互作效应,单铃重和成铃数以显性效应为主;与早熟有关的诸性状,生育期、始花期、铃期和果枝始节4个性状以加性效应为主,其次为显性效应,霜前花率以显性效应×环境互作效应为主,同时存在显著的加性上位效应,落叶株率以加性与加性互作上位性为主,落叶指数以加性效应为主;与纤维品质有关的诸性状,2.5%跨长、比强度、伸长率3个性状以加性效应为主,其次为显性效应,同时还存在着加性、上位性与环境的互作效应;同时还研究了产量、早熟性和纤维品质各性状之遗传和表型相关关系。