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。     

陆地棉高品质系数量性状的遗传变异与选择指数

 研究了20个高品质陆地棉品系12个数量性状的遗传变异、广义遗传力、遗传相关及产量的选择指数。结果表明,单株产量和株铃数具有较大的遗传变异,纤维品质性状的遗传变异较小,说明继续改良高品质系的产量性状潜力较大。纤维品质性状的广义遗传力介于79.07%~89.47%之间,产量及产量组分性状中以衣分和铃重最高,广义遗传力分别为89.1%和81.85%,单株皮棉重最低,为55.05%。单株皮棉重与株铃数、株铃数与果枝数成极显著遗传正相关。利用与单株皮棉重遗传相关较强的多个性状构建的选择指数,比单纯选择单株皮棉重的效果好,其中以单株皮棉重、株铃数、果枝数和果节数结合选择的效果最佳。     

陆地棉高品质品系纤维品质性状QTL的分子标记及定位

为进一步挖掘利用高品质品系NM03102的优异纤维品质性状的基因,利用陆地棉鲁棉研21作为母本、NM03102为父本构建了F2和F2∶3分离群体。通过7892对SSR引物对亲本进行筛选,获得222对多态性引物,进一步对195个F2群体单株分析得到242个标记位点。其中,182个标记位点连锁构建37个连锁群,共覆盖1661.6 cM,每个连锁群平均包含4.9个标记位点,标记间平均相距9.1 cM,其中35个连锁群被定位到了20条染色体上。利用F2和F2∶3纤维品质数据,通过复合区间作图法,共检测到20个纤维品质性状QTL。其中,1个纤维强度的QTL和1个纤维整齐度的QTL与已有的报道一致,1个纤维强度的QTL和1个麦克隆值的QTL在两世代中稳定存在,这为标记辅助选择奠定了基础。     

陆地棉衣分差异群体产量及产量构成因素

 以衣分差异较大的陆地棉品种为材料,构建了包含188个F₂单株的作图群体,应用6111对SSR引物对亲本进行了分子标记筛选,结果仅获得了123个多态性位点,其中88个位点构建了总长为666.7 cM、平均距离为7.57 cM的遗传图谱,覆盖棉花基因组的14.9%。通过复合区间作图法对F₂单株和F_2∶3家系进行QTL检测,共鉴定出了18个控制产量及产量构成因素变异的QTLs,包括2个衣分QTLs、4个子棉产量QTLs、4个皮棉产量QTLs、2个衣指QTLs、3个单株铃数QTLs、2个铃重QTLs和1个子指QTL。 解释的表型变异分别为\{6.9%\}～16.9%、5.6%～16.2%、4.8%～15.6%、7.7%～13.3%、8.2%～11.6%、6.1%～7%和6.6%。不同QTLs在相同染色体区段上的成簇分布表明与产量性状相关的基因可能紧密连锁或一因多效。产量及产量构成因素QTLs的遗传方式主要以显性和超显性效应为主。检测到的主效QTLs可以用于棉花产量及产量构成因素的分子标记辅助选择。     

利用重组自交系定位棉花第22染色体短臂的纤维品质性状的QTL

 以TM-1的染色体片段代换系CSB22sh和TM-1杂交,构建了包含104个家系的重组自交系（RILs）群体。利用74对具有多态性位点的引物进行检测,构建了包含61个多态性位点,长度为76.93 cM的遗传图谱,平均标记间距离1.26 cM。利用此遗传图谱结合重组自交系群体4个环境下的5个纤维品质性状进行QTL定位,共定位出12个QTLs,解释性状表型变异的2.45%～21.11%;在1,2,3,4个环境中同时检测到的QTLs分别有9,1,1,1个。而利用4个环境平均值进行联合分析定位出个4个QTLs,纤维长度和纤维整齐度的QTLs均为2个,解释性状表型变异的14.37%～19.97%,并且纤维长度和整齐度的QTL在相同的位置。多环境下检测到的QTL可能对标记辅助选择有实际应用价值。     

新疆棉花纤维品质性状的QTL分析

 以自育高品质中长绒棉品种（新陆中9号提高系）9-1696为母本,与主栽品种中棉所35为父本配置单交组合,筛选出12对SSR引物在F₂群体和B1群体进行纤维长度、整齐度、比强度和伸长率4个纤维品质性状的QTL分析,采用区间作图法（LOD>2.0）,在F₂群体中检测到6个与纤维品质性状连锁的QTL位点。其中,检测到纤维长度、纤维整齐度、伸长率各1个QTL位点,比强度检测到3个QTL。在B₁群体中检测到2个QTL,分别与比强度和纤维长度连锁。     

陆海杂种高代回交自交系纤维细度性状相关性分析

 利用陆地棉34B与海岛棉Giza70杂交所得的稳定的高代回交自交系BC₂F_4:6 、BC₂F_4:7家系,开展了三个环境下纤维细度等品质性状的相关分析。结果表明：1)纺纱均匀指数与长度、整齐度、比强度呈极显著正相关,与伸长率呈极显著负相关。纤维长度和比强度间均存在极显著的正相关,与伸长率呈极显著负相关。2) HVI 900测定的麦克隆值与比强度和纺纱均匀指数呈极显著负相关;成熟度比率与麦克隆值呈显著或极显著正相关,与线密度呈极显著负相关,与其它性状间的相关性三个环境下都不一致;线密度与纺纱均匀指数呈极显著正相关,与长度、比强度均达到极显著或显著负相关,与整齐度不相关,与伸长率为负相关。相对而言,线密度与各性状的相关性要比HVI 900测定的麦克隆值和成熟度比率稳定,受环境影响小,有必要进一步加强对线密度的选择及深入研究。     

高丹草重组自交系群体的遗传变异与高产种质的创新

高丹草是一年生禾本科新型饲用牧草,提高其饲草产量是高丹草育种的重要目标.以高粱314A×棕壳苏丹草的F2:3遗传作图群体的后代材料建立的重组自交系(Recombinant inbred line,RIL)群体为材料, 对后代进行遗传变异和DNA多样性分析.结果表明:通过采用两种方法(性状和分子标记)进行同时选择,获得了9个高产的超亲重组后代.通过SSR标记分析RIL群体的DNA多样性,可知家系间存在较大的遗传变异,杂交重组产生的超亲高产种质分布在不同类群中.鉴定获得了2组SSR遗传距离接近0而且在主要农艺性状和产量等方面相似,只在抗性方面有差异的不同家系.农艺性状和抗性等鉴定试验筛选了4份性状优良的高丹草新种质并已有2份进入区域试验.     

陆地棉遗传图谱构建及产量和纤维品质性状QTL定位

利用3 458对SSR引物筛选陆地棉中棉所35和渝棉1号间的多态性引物, 获得173对。以多态性引物检测(渝棉1号×中棉所35)F₂群体180个单株的标记基因型, 共获得178个标记位点。构建的遗传连锁图谱包括148个标记, 36个连锁群, 总长1 309.2 cM, 标记间平均距离8.8 cM, 覆盖棉花基因组的29.5%。36个连锁群中的28个分别被定位于20条染色体, 8个连锁群未定位于染色体。以渝棉1号×中棉所35的F₂、F_2:3群体的产量、纤维品质性状鉴定结果, 利用区间作图方法, 检测到4个产量性状QTL, 即2个衣分(LP)、1个铃重(BW)、1个籽指(SD); 5个纤维品质性状QTL, 即1个纤维长度(FL)、2个纤维比强度(FS)和2个纤维细度(FF)。LP1、BW、SD、FL和FS1被定位于第7染色体, LP2、FS2、FF1和FF2被分别位于第15、21、9和20染色体。5个纤维品质QTL的有利等位基因均来源于渝棉1号。     

陆地棉机采性状对皮棉产量的遗传贡献分析

 采用加性-显性-加加上位性及其与环境互作的遗传模型（ADAA模型）,对8个陆地棉亲本（其中有6个机采棉品种）及其F₁和F₂的28个组合5个机采性状和单株皮棉产量的新疆阿拉尔和石河子2试点资料,进行了贡献分析。结果表明,5个机采性状对皮棉产量表型值的贡献变化范围为－20%～－14%;在显性贡献中,第一果枝高度对皮棉产量的贡献率最大（CR_D=10%）,其次是节间长度的贡献（CR_D=8%）,而霜前花率对皮棉产量有较大的抑制作用（CR_D=－25%）;霜前花率对皮棉产量的加加上位贡献率最大（CR_AA=86%）,其次是第一果枝节位（CR_AA=24%）。霜前花率在特殊的环境中对皮棉产量表现为很大的显性正向贡献（CR_DE=78%）和加加上位效应抑制作用。不同亲本5个机采性状对其皮棉产量的显性和加加上位效应贡献不同。5个机采性状对不同组合皮棉产量显性效应的贡献较小,霜前花率对皮棉产量的显性效应的贡献在2个地点的表现往往和单株皮棉产量在不同地点表现显性效应的性质（正或负）相一致,并且在5个机采性状中对皮棉产量的显性贡献是最大的。加加上位效应在皮棉产量的遗传中起着很重要的作用,而在8个亲本及其后代各组合的5个机采性状中,霜前花率可作为选择皮棉产量加加上位效应的主选性状。在不同的环境中,皮棉产量加加上位效应的主选机采性状随组合有所不同。     

QTL Mapping of Boll Weight Trait Based on Recombinant Inbred Lines in Gossypium hirsutum L.

[Objective] The aim of this study was to explore the quantitative trait locus (QTL) related to the boll weight. [Method] A single seed descended population of 137 recombinant inbred lines (RILs) was developed from the cross of upland cotton (Gossypium hirsutum L.) CCRI 36 and G2005, an introgression inbred line introgressed from G. barbadense. Using restriction-site associated DNA sequencing (RAD-seq), a genetic linkage map composed of 6 434 makers, including 6 295 single nucleotide polymorphisms (SNP) and 139 simple sequence repeat (SSR) markers, was developed from the RILs population. [Result] This map spanned 4 071.98 cM with an average distance of 0.63 cM between adjacent markers. QTL mapping was performed by using boll weight data of five environments through WinQTLCart 2.5 software. Thirty-two QTL, with 4.46%-15.84% explained phenotypic variation related boll weight, were detected and found distributing on 15 chromosomes. qBW-A4-1, qBW-A4-2, qBW-A5-2, qBW-D9-1, and qBW-D9-2 were detected in two environments, which explained 5.07%-15.84% of the phenotypic variation. [Conclusion] Major QTLs detected in this study will provide an important reference for analysis of the genetic mechanism of boll weight.     

新疆陆地棉铃柄长与棉花产量及纤维品质的关系

摘要:【目的】为了解新疆棉花铃柄长与主要农艺性状、产量性状以及纤维品质之间的关联关系,【方法】通过两年比较试验,跟踪调查了棉花主栽品种（系）的主要农艺性状、产量性状以及纤维品质,总结了两年的主要气候数据,并将这些与铃柄长做了比较分析,【结果与结论】结果表明：棉花各品种的铃柄长与棉花主要生长阶段6-8月的最高平均气温呈负相关的关系;与平均最低气温和平均日照时数呈正相关;与有效果枝、单株铃、果枝始节和始节高度成正相关,与株高、无效果枝成负相关;与衣分、果枝数和折合亩产均呈正相关的关系,与单铃重呈负相关;与纤维的上半部平均长度、马克隆值呈正相关,与整齐度指数大致呈正相关,50%参试棉花品种（系）的铃柄长与纤维断裂比强度呈正相关的关系,剩余50%呈负相关的关系。     

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。     

低酚棉棉子品质性状的遗传分析

利用ＡＤＭ模型对棉子品质性状的遗传分析结果表明，壳指、仁指、仁壳比、种仁率和种仁蛋白质指数存在母体效应，其中蛋白质指数的母体效应还大于加性和显性效应。子指主要受显性效应控制，且不存在母体效应，其它四个棉子物理品质性状的显性效应大于加性效应，但年度间存在差异。蛋白质含量、油分含量和油分指数不存在母体效应。所有棉子品质性状的狭义遗传率均较低。仁指可作为棉子物理品质性状改良的选择指标；棉子营养品质的选择在很大程度上取决于快速、可靠的检验方法的建立和完善。ＩＳＡＢＣ４ｇｌ可用于棉子物理品质性状的改良，浙棉９号可用于棉子营养品质性状的改良。这两个品种的杂种后代，棉子品质有较强的杂种优势。     

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。     

利用三个野生棉种进行陆地棉纤维品质改良的效应比较

利用野生种开展了陆地棉纤维品质改良研究,以比较其对品质改良的效应。在适宜条件下,将陆地棉分别与异常棉(Gossypiumanomalum),辣根棉(G.armourianum),雷蒙德氏棉(G.rai mondii)等杂交培育出纤维品质基本稳定、农艺性状良好的一批超强细长绒棉纤维种质系。对品质改良效果的大小依次为异常棉、辣根棉、雷蒙德氏棉。101个来自异常棉、49年来自辣根棉和47个来自雷蒙德氏棉的后代品系,平均纤维比强度分别达38.15cN·tex-1、35.50cN·tex-1、和34.43cN·tex-1、,长度达33.35mm、33.16mm和32.29mm,麦克隆值为4.11、4.29和4.37。表明野生棉是改良和提高纤维品质的重要基因来源。     

QTL Mapping for Yield and Fiber Quality Traits in Double-Cross Population of Chromosome Segment Introgression Lines from Gossypium hirsutum×Gossypium barbadense

[Objective] The aim of this study was to map quantitative traits loci (QTLs) for yield and fiber quality traits in chromosome segment introgression lines (CSILs) from Gossypium hirsutum×Gossypium barbadense. [Method] Four CSILs, MBI 7115, MBI 7412, MBI 7153 and MBI 7346, which were obtained by advanced backcrossing and continuous inbreeding from upland cotton variety CCRI 45 and sea-island cotton variety Hai 1, were used to construct double-cross segregating populations F1 and F1:2 through the following crosses: [(MBI 7115×MBI 7412)×(MBI 7153×MBI 7346)]. Simple sequence repeat (SSR) molecular markers were used to evaluate the genotyes of parents. The F1 and F1:2 populations were used to map QTLs for yield and fiber quality-related traits. [Result] The recovery rates of the recurrent parent CCRI 45 in the four CSILs were all above 97%. Forty-one QTLs, which were distributed across 11 chromosomes, were detected using the two segregating populations. There were 30 QTLs controlling fiber quality with phenotypic variations ranging from 1.11% to 11.80% and 11 QTLs controlling yield-related traits with 1.09%–13.57% phenotypic variations. [Conclusion] Five QTLs for fiber quality were consistently detected in two populations and they were all newly discovered QTLs. This study provides an important theoretical basis for fine mapping of these QTLs and molecular marker-assisted breeding for excellent fiber quality.     

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。     

低酚棉产量、纤维品质性状的遗传分析

本文以32个低酚棉品种（系）为材料,对10个产量、纤维品质性状进行的遗传分析结果表明：低酚棉多数产量构成因素与皮棉产量为正相关,提高衣指、降低籽指虽可提高衣分和单株结铃数,但不利于增加单铃重;高产、优质的矛盾主要表现在纤维长度、比强度与衣分和单株结铃数有较强的负相关。在较大群体的基础上,通过早代的正向选