海岛棉染色体片段导入系改良新陆早40号黄萎病抗性研究

[目的]利用海岛棉7214染色体片段导入系,将海岛棉抗黄萎病性状片段导入陆地棉新陆早40号,进行陆地棉抗黄萎病性状改良的研究.以期为染色体片段导入系在陆地棉抗病性状改良中的应用奠定基础.[方法]选择早熟、优质陆地棉品种新陆早40号为受体亲本,海岛棉7214抗黄萎病染色体片段导入系CSIL035和CSIL155为供体亲本,通过杂交、回交构建研究群体,采用与抗黄萎病性状染色体片段连锁的分子标记,进行目标性状片段的跟踪与检测,并进行受体亲本基因组扫描,结合田间性状鉴定和品质性状检测,选择既携带目标性状片段,又具备受体亲本优良性状的优良品系.[结果]获得新陆早40号抗病性改良株系BCIL1-72.株系BCIL1-72纤维品质优异,其纤维长度31.9 mm、比强度32.8 cN/tex、马克隆值4.1;皮棉产量与对照品种新陆早36号及受体亲本新陆早40号,差异性不明显;属抗枯萎、耐黄萎类型.[结论]利用抗黄萎病染色体片段导入系,能够改良陆地棉抗黄萎病性状,获得高产、优质、抗病品系.     

海岛棉染色体片段代换系BC_4F_4产量及纤维品质主成分分析

利用生产上大面积推广种植的陆地棉中221和品质优良的海岛棉栽培品系海1杂交,并与陆地棉中221回交再连续自交,结合SSR分子标记技术建立一套具有陆地棉背景并渐渗有海岛棉基因的染色体片段代换系。试验对BC4F4株行的产量及纤维品质相关性状进行表型主成分分析,结果表明:其产量性状间、纤维品质性状间存在难以调和的矛盾,产量性状与品质相关性状之间的遗传相关通过铃重与棉纤维长度的关系体现出来。     

海岛棉零式果枝与长果枝品种间杂交F1和F2代产量和纤维品质性状的杂种优势分析

 采用MINQUE（1）统计方法、加性-显性（AD）及其与环境互作的遗传模型对9个海岛棉亲本及其20个F1组合（5×4）2个皮棉产量性状和5个纤维品质性状的3年资料进行了分析。结果表明,零式果枝与长果枝品种间杂交的F1和F2代5个纤维性状和霜前皮棉产量均具有负向群体超高亲优势。F1和F2纤维强度具有正向群体平均优势,细度具有负向群体平均优势,但优势都较低;皮棉总产量的群体平均优势F1达到42.1%,F2达21.0%。一般来说,F1和F2代纤维品质性状的优势较弱,但存在着F1品质性状具有优势,F2优势衰退很慢的组合;F1和F2均存在着霜前皮棉产量和皮棉总产量具有超高亲优势的组合。对海岛棉霜前皮棉产量与纤维长度及与纤维细度的遗传改良可以同步进行;而对海岛棉霜前皮棉产量与纤维强度的同步改良及对皮棉总产量与纤维长度、纤维强度和麦克隆值的同步改良很困难。表型相关分析表明,海岛棉霜前皮棉产量与纤维长度、纤维强度及与纤维细度可以同时利用杂种优势,同时利用海岛棉的皮棉总产与纤维长度及纤维细度的杂种优势较困难。     

5个纤维品质性状在棉花海陆杂交群体中的QTL定位研究

以新疆本地海岛棉‘新海21号’做母本、陆地棉‘新陆中36号’做父本获得的F2群体为作图群体,从3 300对SSR引物中筛选了多态性较高的132对引物,用软件IciMapping 3.0进行遗传作图。构建了含132个标记52个连锁群的遗传图谱(LG1-LG52),图谱全长为3 881.74cM,覆盖棉花基因组的88.2%。以F2∶3纤维品质数据进行QTL定位,检测出22个棉花纤维品质QTL,其中纤维长度QTL 5个,比强度QTL 4个、马克隆值QTL 4个、整齐度QTL 4个、伸长率QTL 5个。确定其中6个QTL为主效QTL,发现一个可用于高强纤维棉花筛选的重要标记,证明棉花D9(chr23)染色体是纤维品质性状QTL的富集染色体,纤维品质性状QTL其组成基因之间主要以显性或超显性方式作用,其增效基因主要来自海岛棉,少部分来自陆地棉。     

陆地棉永久IF_2群体的品质性状杂种优势及相关关系研究

通过对两年3个环境下陆地棉永久IF2群体的品质性状的杂种优势表现及其性状之间的相关性进行分析,研究永久IF2群体品质性状关系,为生产上合理运用永久群体提供科学依据。结果表明,永久IF2群体的品质性状纤维长度、整齐度、纤维强度在不同环境下都具有正向中亲杂种优势,但是优势不大,而马克隆值、伸长率在不同环境下的中亲优势有正向也有负向。单株籽棉产量与纤维长度、马克隆值、整齐度极显著正相关,与伸长率呈极显著负相关,永久群体纤维强度与整齐度具有明显的正向竞争优势。     

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。     

棉花海陆杂交种高支纱纤维特征与应用研究

采用双因素交叉式遗传交配设计,研究棉花海陆杂交F1代纤维品质性状中亲优势、超亲优势、竞争优势及平均显性度,结果表明:海陆杂交F1代纤维长度、比强度、马克隆值三大品质性状均可达到或超过海岛棉亲本;纤维整齐度也有所提高,伸长率与海岛棉相似,但不及陆地棉;皮棉产量也有较高的中亲优势和超亲优势,并有个别组合具有一定的竞争优势。显性度分析表明:纤维长度表现为超显性作用;其他各品质性状和皮棉产量因不同的遗传基础而表现出较大的差异。     

棉花纤维长度近等基因系R01-40-08的背景遗传效应分析

从海岛棉Pima S-6中鉴定了一个1号染色体上稳定表达的纤维长度QTL(qFL-chr1),针对这一目标QTL,通过标记辅助选择得到近等基因系R01-40-08。近等性分析结果表明,该近等基因系其他7条染色体上仍含有Pima S-6的渐渗片段。以Tamcot 2111(轮回亲本)与R01-40-08(供体亲本)构建了1个含有1 672个单株的F2群体,分析了其他染色体上Pima S-6渐渗片段对纤维长度的遗传效应,单标记分析结果表明,位于14号染色体上的2个标记(NAU2190和NAU5465)对纤维长度有显著的影响。     

陆地棉矮化材料株高与纤维品质关系的研究

在一定高度范围内,研究陆地棉矮化材料植株高度与纤维品质之间的相关性。利用陆地棉矮化材料杂交后代(F2),进行植株高度与纤维品质的相关性分析。结果表明,矮化植株高度在一定范围内,株高与纤维长度存在着极显著正相关,随着植株高度的升高,纤维品质逐渐提高,当植株高度达到75 cm以上时,纤维品质可达到优质水平。矮化植株的正常高度应该在75 cm以上,才能确保纤维品质不受植株高度的影响。     

陆地棉遗传背景下海岛棉Chromsome 7片段纤维品质性状的QTL定位

为消除遗传背景的干扰,深入剖析陆地棉遗传背景下渗入的海岛棉Chromsome7（Chr．7）片段对优异纤维性状的遗传贡献,本研究从（鲁棉研22×鲁原343）重组自交系中选择携带海岛棉Chr．7染色体片段的优质次级渐渗系R472作亲本,与高产亲本鲁棉研22回交,构建了包含514个F2单株的次级定位群体。利用JoinMap构建Chr．7的遗传图谱,运用基于混合线性模型的QTLNetwork-2．2软件和基于多元回归模型的Windows QTL Cartographer 2．5软件对纤维品质性状进行QTL定位,结果显示,利用WindowsQTLCar-tographer2．5检测到1个纤维强力QTL（qFS—C7-1）,距离渐渗位点DC401828．1cM,可解释表型变异率5．66％,增效等位基因来源于携带有海岛棉Chr．7染色体渐渗片段的R472;利用QTLNetwork-2．2检测到1个纤维强力QTL（qFS—C7-1）、1个纤维细度QTL（qFM—C7-1）。2个作图软件定位的纤维强力QTL位点基本一致,可认为是同一位点。     

两个栽培棉种间杂交组合杂种一代的细胞遗传研究

亚洲棉(G.arboreum L.2n=26,染色体组2A_2)我国通称中棉,早熟、结铃性强、产量较稳定、耐旱,在多雨季节烂铃少、吐絮畅、纤维粗、强度大。非洲棉(G.herbaceum L.2n=26,染色体组2A_1)我国通称草棉,植株矮小、极早熟、铃小、极耐旱。这两个栽培棉种虽然在生产上已很少应用,但育种工作者希望将其早熟、抗旱及特殊纤维品质等性状导入陆地棉[G.hirsutum L.2n=52,染色体组2(AD)_1]品种中。     

海岛棉、陆地棉及杂交后代枯萎病抗性与产量因素的相关关系分析

通过海岛棉品种、陆地棉品种、海陆杂交棉10Q株系、陆陆杂交棉44株系对枯萎病的抗性鉴定,分析枯萎病抗性对海岛棉品种、陆地棉品种、海陆杂交10Q株系棉花、陆陆杂交44株系棉花纤维长度、单铃纤维重等产量指标的影响,旨在阐明海岛棉枯萎病病情指数对产量性状的影响,在育种中选择高抗性品种以及合理布局抗病品种。结果表明,陆地棉与海岛棉枯萎病抗性的鉴定结果中,辽棉18号与新陆早13号高抗;10Q株系与44株系相比,10Q株系对枯萎病抗性高;在海岛棉品种中,相对病情指数与产量指标单铃纤维重为显著负相关关系(P0.05);海陆杂交群体10Q株系中,相对病指与产量指标衣分、单铃籽棉重呈极显著负相关关系(P0.01);与产量指标单铃纤维重呈显著负相关关系(P0.05);陆陆杂交群体44株系中,相对病情指数与产量指标单铃籽棉重呈极显著负相关关系(P0.01),与单铃纤维重呈显著负相关关系(P0.05)。     

棕色棉色彩的遗传分析及与主要性状的相关性分析

对棕色棉与白色陆地棉杂交和回交,用白度仪测定P1(母本)、P2(父本)、F1、F2、B母、B父纤维色泽的白度值。通过对其纤维色泽的遗传分析,结果表明,棕色陆地棉的纤维色泽基因受不完全显性的主效基因控制,还受加性微效基因调节,符合盖钧镒提出的质量-数量性状遗传模型。棕色纤维白度值与衣分、单株皮棉产量等产量性状正相关;与纤维长度、整齐度、比强度、马克隆值等品质性状正相关,只与伸长率关系不大。     

利用AFLP构建棉花遗传图谱及纤维品质性状QTL分析

利用AFLP分子标记技术,以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种中棉所8号与海岛棉(Gossypium barbadense L.)品种Pima90杂交产生的F2群体为材料,构建了包含11个连锁群和86个标记位点(31个标记位点前人未曾报道)的连锁图谱,图谱总长562.4 c M,约占棉花基因组的12.5%,标记间平均距离为6.5 c M。该图谱有5个连锁群被定位到相应的染色体上,6个连锁群未定位于染色体上。应用复合区间作图法分析F2单株和F2∶3家系的纤维品质性状,检测到11个与纤维品质有关的QTL,包括5个纤维长度(FL)、3个整齐度(FU)、1个马克隆值(FM)、2个伸长率(FE)的QTL,分别解释表型变异的17.7%~38.3%、16.3%~24.2%、24.7%、22.2%~46.5%。     

陆地棉纤维品质相关QTL定位研究

 【目的】以湘杂棉2号和中棉所28两个具有共同亲本的陆地棉强优势杂交种的F2为作图群体,构建覆盖率较高的遗传图谱,发掘稳定的纤维品质相关QTL,为标记辅助选择提供依据。【方法】利用SSR标记和JoinMap3.0软件构建陆地棉连锁图,利用Win QTLCart 2.5的复合区间作图法分别对2群体6个纤维品质相关性状在F2和F2:3中进行QTL定位。【结果】利用包含245个多态位点、全长1 847.81 cM的遗传图谱检测纤维品质QTL。中棉所28群体在多环境平均值的联合分析中检测到22个QTL,三环境分离分析中检测到39个QTL;湘杂棉2号群体分别检测到18个和51个QTL。在A3、D2、D9等染色体上有QTL成簇分布现象,并在2个群体中发现一些不受环境影响,稳定遗传的QTL。纤维长度、纤维强度、麦克隆值和伸长率4个性状在2个群体中发现有8对共同QTL。【结论】这些稳定遗传的QTL可以用于分子标记辅助纤维品质改良的育种选择。     

陆海杂种F1成熟纤维的电镜观察初步分析

[目的]明确陆海杂种F1与亲本纤维细胞形态学上的差异,了解优质纤维的形态特征。[方法]以陆地棉中棉所36、鲁棉研19和海岛棉海8577、海7124为亲本配制了4个杂交组合,在扫描电子显微镜下观察F1成熟纤维的形态特征,并与亲本进行比较。[结果]F1纤维长度为32.89~34.75 mm,比强度为34.75~39.80 cN/tex,马克隆值为3.560~4.380,均接近或超过海岛棉亲本。与亲本相比,F1成熟纤维顶部和中部的扭曲程度增大,纵纹加深,均偏向于海岛棉亲本,并且多数组合成熟纤维的中部出现了泡状膨大。[结论]陆海杂种F1成熟纤维的形态与品质明显偏向于海岛棉亲本,并出现了泡状膨大的新性状。     

棉花海陆种间杂交品质性状杂种优势及配合力分析

选用5个陆地棉品种(系)与5个海岛棉品种,采用不完全双列杂交设计(NCⅡ设计)配制25个杂交组合,对亲本及F1代5个主要品质性状进行杂种优势、配合力分析.结果表明,海陆杂交F1代品质性状杂种优势非常明显,尤以绒长、比强度的杂种优势最大,纤维2.5%跨长范围在33.8～38.4mm,竞争优势幅度为12.5%～25.1%,比强度33.9～41.9 g·tex-1,竞争优势幅度在15.9%～43.3%.绒长、比强度陆地棉亲本间、海岛棉亲本间一般配合力都达到显著、极显著水平.其中L1、L2两个早熟品种(系)比强度的一般配合力比较高,而L3、L4、L5 3个中熟品种(系)绒长一般配合力比较高;海岛棉H3、H5比强度、绒长一般配合力都比较高.     

棉花海陆棉杂交后代农艺与纤维品质性状相关性研究

[目的]研究同亲本海岛棉与陆地棉正反杂交,后代群体农艺性状和纤维品质的相关性,为棉花育种提供参考依据.[方法]对新疆陆地棉品种新陆中36号和海岛棉品种新海21号正反杂交后代进行测定,利用SPSS软件分析.[结果]正反海陆杂交群体中,农艺性状与纤维品质的相互影响是衣分与绒长呈显著负相关,马克隆值与株高呈显著正相关;纤维品质对纺纱指数的通径分析表明,正交群体HL13中为:比强度＞绒长＞马克隆值;反交群体LH13中为:比强度＞整齐度＞绒长＞马克隆值.比强度、绒长、马克隆值都能增强纺纱指数.但反交群体LH13中还包括了整齐度,进一步增加了纺纱指数;关联度分析中,正反交群体,纤维品质性状不受环境影响,而农艺性状受环境影响而各不相同.[结论]正反杂交群体,农艺性状与纤维品质间,衣分与绒长呈显著负相关,马克隆值与株高呈显著正相关;纤维品质对纺纱指数的通径分析表明,正交群体中:比强度、绒长、马克隆值,偏重比强度和绒长;反交群体:比强度、整齐度、绒长、马克隆值,偏重比强度和整齐度.因而影响纤维品质的重要因素正反群体大致相同,但也会有区别.     

高衣分染色体片段导入系IL-10-1衣分形成的研究

以高衣分染色体片段导入系IL-10-1以及背景亲本陆地棉遗传标准系TM-1和供体亲本海岛棉H7124为试验材料,用扫描电镜观察了纤维初始发育的特征,测定了单粒种子成熟纤维总重量、纤维平均长度、单位长度纤维重量和纤维总根数并分析了IL-10-1高衣分形成的原因。扫描电镜观察的结果表明,纤维突起启动的早晚与基因型关系密切,纤维伸长起始的早晚与衣分关系密切,较早的纤维伸长启动有利于高衣分的形成。高衣分导入系IL-10-1单粒种子成熟纤维总质量、纤维平均长度、单位长度纤维质量和纤维总根数均极显著高于TM-1。相关性分析和通径分析结果证明:纤维总质量、单位长度纤维质量和纤维平均长度与衣分关系密切。因此,材料较早的启动纤维突起和开始纤维伸长利于优良品质和高衣分的形成。     

陆地棉重组自交系群体纤维品质性状遗传多样性分析及育种应用

为进一步明确棉花重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)分离群体纤维品质的性状表现，并筛选品质性状优异的陆地棉新材料，本研究选用2个产量高但纤维品质差异较大的陆地棉品系，以高产且纤维品质高的SJ48-1为母本，高产但纤维品质较低的Z98-15为父本，构建含有140个F₆家系的RIL群体。通过表型变异、性状分布、环境稳定性、简单相关性分析，对亲本及其衍生的RIL子代的纤维品质性状遗传多样性进行系统评估。结果表明，在9个环境中纤维品质性状均近似正态分布，并且表现出少部分超亲分离现象。棉花3个主要纤维品质性状中，纤维长度、纤维比强度、马克隆值均表现出较低的超亲比例；纤维长度较其他性状在不同年份的各个环境表现稳定，马克隆值则易受环境影响。简单相关分析发现，纤维比强度与纤维长度呈极显著正相关，而纤维比强度、纤维长度与马克隆值均呈极显著负相关。进一步筛选出8个高产且纤维长度均大于30.33 mm、纤维比强度均大于30.32 cN/tex、马克隆值均小于4.72的优异RIL家系，在6个以上环境均表现较好。