棉花抗黄萎病QTL定位研究进展

QTL(quantitative trait locus)定位将控制数量性状的基因分解成单个孟德尔因子进行详细剖析,更为细致地了解数量性状的遗传规律,为加速棉花抗黄萎病的遗传改良奠定基础。本文概述了棉花抗黄萎病QTL定位理论和现状,讨论了棉花抗黄萎病QTL定位过程中存在的问题及在遗传改良上的应用前景。     

棉花抗黄萎病基因的QTL定位

以高感黄萎病的陆地棉品种"邯郸208"与高抗黄萎病海岛棉品种"Pima90"的136个F2单株为作图群体,构建了一个包括17个连锁群、标记间平均间距18.61cM、全长1842.8cM的陆海种间分子标记遗传连锁图,该图约覆盖棉花基因组的36.8%。单因子方差分析和复合区间作图检测到与黄萎病抗性相关的3个QTL,分别位于第四连锁群和第七连锁群上,分别解释表型变异方差的15.39%、54.11%和57.18%。初步认为海岛棉"Pima90"对陆地棉"邯郸208"的黄萎病抗性由两个主效QTL和一个微效QTL共同控制。     

利用染色体片段代换系定位棉花抗黄萎病QTL

通过陆地棉与海岛棉杂交并与陆地棉回交,获得1个染色体片段代换系苏VR043,抗江苏非落叶型黄萎病菌系BP2。分子检测表明,苏VR043兼有陆地棉苏棉8号的遗传背景和海7124的D4染色体片段。以苏VR043和苏棉8号为亲本构建包含176个单株的F2群体,通过标记分析和F2:3家系抗病鉴定,发现抗病性状与标记NAU3392连锁,p值为2.3×10-12。根据棉花D组染色体测序结果,参照置换区段的基因组序列,合成92对SSR引物;PCR扩增分析发现,有5对引物在苏棉8号和苏VR043之间表现多态性,并将抗病主效QTL定位在标记ZHX32和NAU3392之间,标记间遗传距离为3.2 c M,QTL解释表型变异64.8%。同时参照棉花D组测序结果,提取对应的置换区段序列,预测包含63个基因,基因聚类分析表明7个基因参与抗逆反应,其中1个基因与抗病相关。     

陆海高代回交群体抗黄萎病QTL定位

【目的】定位棉花抗黄萎病数量性状位点(Quantitative trait loci, QTL)。【方法】以海7124和TM-1配制抗感组合F1,再以鲁棉研28为轮回亲本构建的137个BC4F1家系为作图群体,筛选出多态性重复序列(Simple sequence repeat, SSR)标记,并与已发表的整合高密度遗传连锁图谱相比对,构建遗传图谱。采用复合区间作图法(Composite interval mapping,CIM)进行大田和病圃两个环境下抗黄萎病QTL定位。【结果】216个多态性SSR位点分布在26条染色体上,可覆盖棉花基因组3 380 cM(centi Morgan),标记间平均距离15.77 cM。定位到6个QTLs,分布在6条染色体上,可解释表型变异8.56%~20.26%,其中5个QTLs与前人研究结果相一致,在第1染色体上新定位到一个QTL。本研究可为分子标记辅助选择抗病育种提供帮助。【结论】定位到6个黄萎病相关QTLs,其中1个是在第1染色体上新发现的QTL。     

陆地棉抗黄萎病、纤维品质和产量等农艺性状的QTL定位

用一个高抗黄萎病的陆地棉品系5026和一个高感黄萎病的陆地棉品种李8为材料,构建一个RIL群体.用5 300对SSR引物筛选亲本多态,获得115个多态位点并进行标记间连锁分析,构建了一张包括20个连锁群全长560.1 cM的陆地棉品种间分子标记遗传图谱.RIL家系分两份:一份种于病圃,在苗期和成株期分别考查各家系的发病情况;一份种于大田,调查各家系的产量和纤维品质相关性状.用复合区间作图法对抗病、产量和纤维品质等性状进行QTL定位:在苗期检测到了3个抗病QTL,成株期检测到了1个抗病QTL,解释的变异系数范围是7.4%～11.8%;检测到2个纤维长度、2个纤维强度、1个纤维细度、1个整齐度、1个短纤维指数和2个纤维伸长率等9个与纤维品质相关性状的QTL,解释的变异范围是6.7%～15.7%;检测到了2个皮棉产量、1个籽棉产量、2个单株果枝数、1个单株铃数、2个铃重、1个籽指、1个衣分和1个衣指等11个产量构成因素的QTL,解释的变异方差范围是4.1%～10.6%,这些结果为棉花抗病育种同时兼顾产量和品质育种提供了非常有用的信息.     

棉花枯萎病抗性的QTL定位

棉花抗病育种是棉花遗传改良的重要内容.本研究以高抗枯萎病的陆地棉品系(Gossypium hirsutum L.)98134和海岛棉(Gossypium barbadence L.)感病品种新海14号为亲本,构建98134×新海14的F2及F2:3分离群体.运用SSR标记构建连锁图谱,用复合区间作图法对F2:3家系的病情指数(RD进行基因组QTL扫描,共检测到4个与棉花枯萎病相关QTL效应,分别位于3、15、23和26连锁群上.经标记值分析,该QTL能解释高值亲本的增效作用,分别解释F2:3家系变异的12.4%、20.96%、4.7%和11.9%.本研究为分子标记辅助选择抗枯萎病棉花育种提供了重要理论依据.     

基于F2和RIL群体鉴定棉花抗黄萎病主效QTL

【目的】通过对棉花抗黄萎病性状进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位,鉴定可以应用于育种实践的能稳定检测到的主效QTL,为棉花抗黄萎病遗传改良奠定分子基础。【方法】以抗黄萎病品种中植棉2号和感黄萎病品种冀棉11号为亲本杂交的F₂群体和重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体作为作图群体,在对2个群体进行多环境黄萎病抗性鉴定和简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)分子标记检测的基础上进行遗传连锁图谱构建,利用完备区间作图法进行QTL定位,并对获得的主效QTL置信区间进行候选基因挖掘。【结果】在F_2:3家系和RIL群体中共检测到7个抗黄萎病QTL,能够在多个环境条件下重复检测到的QTL有4个,包括q VW-D05-1、qVW-D05-2、q VW-D05-4和qVW-D05-5。共线性分析表明上述4个QTL集中分布于D05染色体上2 293 776～3 205 058 bp和62 407 897～62 582 344 bp 2个区域。4个抗性...     

棉花抗黄萎病机制研究进展

从寄主与病原菌的识别、组织结构、生理生化、微生态等方面简要综述了棉花抗黄萎病机制约研究进畏,并就棉花抗黄萎病机制研究进行了展望。     

棉花抗黄萎病基因工程研究综述

棉花黄萎病是世界各产棉国家和地区普遍发生和危害较重的真菌病害之一,给棉花生产造成严重的经济损失。综述了棉花抗黄萎病相关基因的分离、棉花抗黄萎病的基因工程育种等方面的研究。     

基于RIL群体鉴定棉花抗黄萎病相关QTLs

【目的】鉴定出能够稳定表达的棉花抗黄萎病相关数量性状位点(Quantitative trait loci,QTLs)。【方法】以抗落叶型黄萎病棉花品种常抗棉和感黄萎病品种TM-1为亲本配制的111个重组自交系家系为作图群体,筛选出多态性简单序列重复(Simple sequence repeat,SSR)标记,并用于构建遗传图谱。用完备复合区间作图法对该群体在安阳大田、新疆重病地及病圃等多个环境下的黄萎病病情指数进行QTLs检测。【结果】构建了1张含有12个连锁群、40个标记、总长212.5 cM(厘摩)的遗传图谱。获得了6个与抗黄萎病基因相关的QTLs,对数优势比(Logarithm of the odd score,LOD)分布在2.51～5.55,贡献率最大为20.34%,最小为6.93%。其中,qVR-D05-1能够在安阳大田2015年7月15日和新疆南疆重病地2016年7月9日2个环境中检测到,贡献率分别为12.96%和20.34%。【结论】本研究得到的qVR-D05-1能够为定位出稳定的棉花抗黄萎病相关QTLs提供参考。     

陆地棉黄萎病抗性的分子标记辅助选择效果

采用分子标记辅助选择技术将与陆地棉黄萎病抗性相关的18个SSR标记用于大田辅助选择育种。结果表明,18个标记中的BNL1721、BNL2733和BNL3452标记在有/无标记基因型个体间病指差异显著,且选择效应能够在不同世代间稳定遗传。通过对单标记、多标记选择效应比较,发现不同标记间配制辅助选择最优组合可以实现选择效应的最大叠加。     

陆地棉重组近交系“中G6” QTL的初步定位

 利用2个陆地棉种质材料爱字棉1517与德州047构建了重组近交系。田间调查显示,两亲本田间性状差异多数达到显著或极显著,群体性状数据完全符合受多位点控制的数量性状遗传的特征。分子标记多态性筛选结果表明,两亲本亲缘关系相对较近,利用SSR构建高密度遗传连锁图有一定困难,但对于所定位的QTL位点,其准确性将会有一定程度提高。试验构建了一张包括51个标记分为15个连锁群的遗传连锁图,总长504.05 cM,覆盖棉花基因组总长度的10.08%。利用两年田间数据检测到QTL位点15个,其中生育期性状3个,纤维品质性状7个,产量性状5个。与标记图距在1 cM以内的QTL位点7个,这将对分子标记辅助育种具有一定的参考价值。     

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。     

陆地棉抗黄萎病性状的遗传及分子标记研究

 以陆地棉抗黄萎病品系常96和感病品种军棉1号为研究材料,构建了一个含有138个F₂单株的作图群体。利用强致病力菌株VD8对P₁、P₂、F₁、F_2：3群体进行营养钵接种,估算各世代的相对病指。应用主基因 多基因混合遗传模型分析得出该组合的最适遗传模型为C-0模型,即加性-显性-上位性多基因模型。对1998对SSR引物和230对SRAP引物进行筛选,获得148个SSR和6个SRAP多态性标记位点,进一步利用MAPMAKER作图软件,构建了一张含122个标记位点的陆陆杂种遗传连锁图。利用复合区间作图法在第9染色体NAU462-JESPR114区间内,检测到1个抗黄萎病QTL,可解释的表型变异为13.8%。     

Mapping of Verticillium Wilt Resistance QTL with Interspecific Advanced Backcross Population between Upland Cotton (Gossypium hirsutum L.) and Sea-Island Cotton (G. barbadense L.)

[Objective] The aim of this study was to map quantitative trait loci (QTLs) of Verticillium wilt resistance in cotton. [Method]In this study, with the cultivar Lumianyan 28(Gossypium hirsutumL.) as the recipient parent and the F₁generation obtained from the cross Hai7124 (G. barbadense) and TM-1(G. hirsutumL.) as the donor parent, an interspecific advanced backcross population was constructed. Compared with the integrated high density genetic linkage map published, simple sequence repeat(SSR) markers of polymorphism were used to construct genetic linkage map. QTLs detection was conducted by composite interval mapping method in field and disease nursery. [Result] 216 simple sequence repeated (SSR) markers of polymorphism were assigned to 26 Chromosomes with a total map distance of 3 380 cM and an average distance of about 15.77 cM between two adjacent markers. Six QTLs located on 6 chromosomes had been detected and could explain phenotypic variance with 8.56%～20.26%. Five of Six QTLs were consistent with the previous study. Moreover, one novel QTL which located on Chromosome 1 was detected in this study. These results maybe helpful for the marker-assisted development of new cultivars which were resistant to Verticillium wilt. [Conclusion] Six QTLs were detected, one of them is a new QTL on chromosome 1.