棉花纤维相关性状的主基因-多基因混合遗传分析

本研究对棉花的衣分、铃重、子指等性状进行了主基因－多基因模型的Ｐ１、Ｐ２、Ｆ１、Ｆ２、Ｂ１、Ｂ２六世代联合分析。从估算不同性状的爱氏信息准则（ＡＩＣ）值出发,对ＡＩＣ值最小模型进行适合性检验和混合模型参数估计,结果说明衣分、铃重、子指皆为一个主基因－多基因遗传,但其主基因、多基因遗传率及基因加性、显性效应随杂交组合、杂交母本、回交母本等的不同而有较大差异。此外,性状间的遗传相关分析说明,衣分、纤维量、短绒量与铃重间都存在显著或极显著的表现型、基因型及加性正相关,而铃重与子指间各项基因效应分量相关不显著     

转EPSPS基因抗草甘膦棉花的遗传分析

为分析转基因抗草甘膦棉花早代遗传情况,以花粉管通道法获得的26个转5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶基因(EPSPS)抗草甘膦棉花转化事件为材料,以其背景亲本中棉所49为对照,喷施草甘膦后对转基因棉T1、T2分离比例进行考察。T1田间抗性鉴定结果表明,经卡方检测20个转化事件T1分离符合3∶1的分离规律,即外源基因插入1个位点;6个转化事件不符合1对基因的分离规律,出现了偏分离。T2田间抗性鉴定结果表明,通过花粉通管法共获得152个纯合株系,分别来源于25个转化事件;对T2不纯合株系继续进行分离比例的考察,发现来源于15个转化事件的57个株系符合3∶1的分离规律;此外卡方检测结果表明,每个转化事件都有不符合3∶1分离规律的株系,且其中10个转化事件没有符合3∶1分离规律的株系。表明通过花粉管通道法获得的转基因植株中外源基因的整合和遗传均较复杂。     

与棉花纤维强度连锁的主效QTL应用于棉花分子标记辅助育种

本文以黄河流域广泛种植的转基因抗虫棉品种sGK321和sGK9708(中41)为轮回亲本,分别与优质丰产品种太121和高纤维品质渐渗种质系7235杂交的F1代材料杂交并回交,配置了杂交回交组合两套,运用与一个已定位的高强纤维QTL紧密连锁的2个SSR标记,通过对这两套杂交组合的不同世代群体的数据进行分析研究,在sGK321x[(Tai121x7235)xsGK321]组合的F2群体、F2:3群体和sGK9708x[(Tai121×7235)×sGK9708]组合的F2群体、F2:3群体中,有/无标记个体的平均纤维强度分别为29.78 cN/tex//28.19cN/tex、29.35 cN/tex//27.97 cN/tex和29.74 cN/tex//27.65 cN/tex、29.12 cN/tex//27.33cN/tex,差异都达到了极显著水平.本研究表明了此高强纤维主效QTL在不同的遗传背景,经过多代杂交、回交和自交后,能够稳定遗传而且QTL的效应稳定;利用此高强纤维主效QTL的分子标记进行辅助选择提高棉花纤维强度效果是显著的.可以在棉花的苗期或早期世代进行分子标记辅助选择,这为快速有效地改良棉花纤维品质、培育棉花新品种新品系提供了理论依据.并运用此项技术结合其它手段进行优质、抗虫等基因的聚合育种研究,快速有效地改良现有的陆地棉推广品种,创造高产、优质、抗虫棉花新材料或新品系.     

广谱抗稻瘟病基因d12的遗传分析及分子标记辅助选择应用

本研究利用一个广谱抗稻瘟病基因d12（来源于武育粳2号）,通过分子标记辅助选择改良珍汕97B抗稻瘟病性。首先利用以珍汕97B为背景构建一个包含236个单株的d12近等基因系BC2F2群体,通过遗传分析,将抗稻瘟病基因d12定位于水稻第12染色体的遗传距离为2.7cM的2个SSR标记RM27792-RM28089之间。QTL分析结果表明,在分蘖期Ⅰ（TL58,播种后第58天考察的叶瘟）和分蘖期Ⅱ（TL75,播种后第75天考察的叶瘟）检测到的d12的LOD值和VAR值（遗传方差/表型方差）分别为：31.7、47.1%以及24.1、37.9%,d12的加性效应和显性效应分别为1.2608、-1.0475以及0.7326、-0.7689;当水稻进入抽穗期（HL98,播种后第98天考察的叶瘟）时,检测不到d12。由此可见,d12对稻瘟病抗性随着水稻的分蘖进程可能由强到弱,当进入生殖生长时期对稻瘟病的抗性没有了贡献。这可以表明d12对稻瘟病的抗性受到发育时期的影响。以上结果可能对稻瘟病持久抗性的育种和受发育影响的抗病性的理解有非常重要的意义。     

棉花纤维超分子结构参数的遗传分析

本研究利用X—射线衍射技术,对陆地棉(G.hirsutum L.)、海岛棉(G.barbadense L.)及其F_1、F_2杂种纤维超分子结构和纤维强度的分析表明:横向晶粒尺寸、结晶度和取向分散角a的分离范围较小,遗传方式简单,有显性或超显性效应;杂种F_2的螺旋角(?)分离范围极广,既有超高亲,也有超低亲变异,遗传方式复杂,既有显性效应,也有基因互作效应.陆地棉纤维强度的遗传改良应主要依赖于(?)角与取向分布角(?)的优化.棉纤维强度是重要原棉品质指标,其高低受多重因素的综合影响,其中成熟纤维的超分子结构是导致棉花种间、品种间纤维强度差异的主要原因.分析其遗传特性,对指导优质棉育种意义重大.     

棉花育种计算机咨询系统的设计原理及应用

根据现代棉花育种技术进展,运用计算机技术,建立了棉花育种计算机咨询系统。该系统以品种资源库、经验库、统计分析方法库三库为依托,通过系统提供的用户接口,在棉花育种的不同阶段为育种者提供一整套的、定量化的、全面可靠的决策方案,从而使棉花育种减少盲目性、纯经验性,大大提高了育种工作的进度和效果     

棉花纤维发育的分子研究进展

棉花纤维的发育经历起始期、伸长期(初生壁形成)、次生壁形成期和成熟期四个时期，大量研究表明在棉花纤维发育的各个阶段均有大量的基因参与调控棉花纤维起始细胞突起，棉花纤维细胞的伸长及次生壁的形成等过程。本文综述了棉花纤维发育过程中在分子水平上的一些研究进展。     

棉花纤维特异表达基因GhF1的分离及鉴定

采用mRNA荧光差异显示结合cDNA末端快速扩增技术,克隆了一个棉纤维特异表达基因的全长cDNA,命名为GhF1,该cDNA全长622 bp,含有一个编码66个氨基酸蛋白的开放阅读框。Southern杂交分析表明该基因在陆地棉(Gossypium hirsutumL.)中含有两个拷贝。Northern杂交分析表明该基因在棉花纤维细胞特异表达,在纤维发育过程中,GhF1转录产物的累积主要发生在纤维细胞发育的早期阶段。尽管未发现该基因与已知基因有任何同源性,但其分布的组织特异性和表达的发育阶段性暗示该基因在纤维伸长中起作用。     

棉花纤维特异/优势表达基因的染色体定位

 棉纤维是研究植物细胞伸长和细胞壁建成以及纤维素生物合成的优良模型,迄今为止,已经分离了许多纤维特异/优势表达的基因。为了便于这些基因的图位克隆使其能够应用于棉花纤维品质的改良中,本研究采用分离群体定位法和Blast分析法对这些基因进行染色体定位。利用陆地棉、海岛棉BC₁种间分离群体,将GhCFE定位在第6染色体,GhGLP1-250定位在第19染色体。Blast分析将11个基因定位到棉花染色体上。这些基因与棉纤维的伸长和细胞壁的合成相关,与这些基因连锁标记的获得有助于棉花纤维长度和强度的分子标记辅助选择。     

转PSAG12-IPT基因对棉花叶片衰老及产量和纤维品质的影响

探讨P_SAG12-IPT基因导入对棉花叶片衰老性状、产量和纤维品质的影响。本研究以9个转化事件的纯合阳性株系为试验材料,于2011—2012年在中国农业大学上庄实验站开展研究。结果表明,转基因株系叶片衰老阶段IPT基因表达量大幅上调,Z+ZR类细胞分裂素含量显著高于野生型冀合321。根据Z+ZR类细胞分裂素含量将9个转P_SAG12-IPT基因株系聚类分为抗衰老能力强、弱和中间型3大类,不同类型株系在叶片衰老阶段的叶绿素和可溶性蛋白含量较野生型增加幅度不同。转基因株系单株成铃数(直径≥2 cm)和铃重与野生型相当或高于野生型,但各株系第一次收获时的吐絮率显著低于野生型,且降低幅度与抗衰老能力成正比。这导致抗衰老能力较强和中等的P_SAG12-IPT过表达株系(OE-37和OE-38)因有效吐絮铃少而减产,而抗衰老能力弱的株系(OE-30)籽棉产量与野生型相当。P_SAG12-IPT基因过表达株系的纤维长度整齐度指数显著高于野生型,马克隆值有增加趋势,其他品质指标与野生型差别不大。     

天然彩色棉纤维色素成分的研究

植物非光合色素主要由类黄酮和类胡萝卜素组成,但彩色棉纤维中色素种类及其结构尚不清楚。经测定,棕色棉（X008）、绿色棉（S029）和白色棉（徐州142）成熟纤维中总黄酮含量分别为4.424 mg/g、3.846 mg/g和0.375 mg/g,没有检测到类胡萝卜素。通过盐酸-镁粉反应、四氢硼钠还原反应、碱反应、醋酸铅反应、氯化铁反应和紫外光     

彩色棉的研究与产业化

彩色棉是一种纤维中含有色素类物质的特殊类型的棉花，原始种多来自美洲大陆和中美洲的短纤维野生彩色棉，栽培的彩色棉大多是利用与白色棉进行杂交选育而成的。用彩色棉加工成的纺织品无需漂白、印染、消毒等传统工艺处理，不产生化学污染，衣物中不含有害成分与任何化学物质残留，是典型的环保健康产品，备受消费者的欢迎。本文简述了国内外在彩色棉遗传特性、品种选育等方面的研究以及产业化的动态，分析了彩色棉生产中存在的问题并提出了相应的解决方案。     

彩色棉纤维发育过程中超分子结构变化与纤维品质的关系

以棕絮1号、新彩棉1号、陇绿棉2号、绿1-4560和普通白色棉对照品种鲁棉研28为试验材料,利用X-射线衍射技术,研究了彩色棉纤维发育过程中纤维品质与超分子结构的动态变化规律及它们之间的关系,旨在探寻彩色棉纤维品质差的原因。结果表明,各供试品种的最终棉纤维长度、3.2mm隔距比强度、成熟度及马克隆值均表现为白色棉鲁棉研28棕色棉棕絮1号和新彩棉1号绿色棉陇绿棉2号和绿1-4560;相应的横向晶粒尺寸均随纤维发育进程不断增大,取向参数逐渐减小(优化),但不同品种间存在差异。与白色棉鲁棉研28相比,棕色棉棕絮1号和新彩棉1号纤维的横向晶粒尺寸初始值低,日增幅偏大,终止值略低;取向参数初始值低,日变幅小,终止值偏高;绿色棉陇绿棉2号和绿1-4560纤维的横向晶粒尺寸初始值低,日增幅小,终止值偏低;取向参数初始值高,日变幅小,终止值高。相关分析显示,彩色棉纤维的横向晶粒尺寸与3.2mm隔距比强度密切相关(r=0.89621*),ψ角和φ角与3.2mm隔距比强度、成熟度、马克隆值呈显著负相关(r=-0.93816*～-0.90233*),α角与纤维长度极显著负相关(r=-0.97314**)。表明彩色棉纤维品质差与纤维发育过程中横向晶粒尺寸初始值和终止值低及取向参数终止值高,进而影响纤维3.2mm隔距比强度、成熟度、马克隆值和纤维长度有关。     

陆地棉新种质纤维品质性状的遗传分析

采用MINQUE(1)的统计方法,利用ADM模型,估算陆地棉8个杂交亲本和F1代28个组合的5项纤维品质性状的遗传效应.结果表明,纤维品质2.5%跨距长度和整齐度、伸长率具有0.10和0.05显著母体效应,纤维强度和麦克隆值无母体效应存在.纤维品质性状主要受加性效应影响,显性效应也起较大的作用,5项纤维品质性状的广义和狭义遗传率均达到极     

利用RAPD标记对彩色棉遗传多样性的分析

以新彩棉1号、2号和71份彩色棉材料为基础,利用RAPD标记对彩棉品种之间分子标记遗传差异进行研究。从240个随机引物中筛选出10个引物能在73份彩棉材料间扩增出稳定性较好的多态性片段。73份彩棉材料的欧氏遗传距离在1.00～4.79之间。按类平均距离法进行聚类分析表明,这些彩色棉材料可分为7组,品种间的遗传关系与品种自身的系谱有关,大多数品种的遗传基础比较狭窄。     

植物生长调节剂对彩色棉胚珠离体培养纤维发育的影响

天然彩色棉是理想的绿色、环保、健康纺织原料。本研究以棕1-61、RT白絮、绿棉CC28为材料,采取不同浓度的植物生长调节剂处理胚珠,在离体培养30 d后观察纤维显色状况,测量纤维长度并称取胚珠鲜重、纤维干重和胚珠干重。采用新复极差法进行多重比较。结果表明,水杨羟基肟酸和氟啶酮处理下,棕色棉和绿色棉纤维颜色均变淡,且浓度越高颜色越浅;添加低浓度尿素、氯霉素和芸薹素唑可以使棕色棉显色明显,但对绿色棉纤维色泽显现影响不大;添加氯化钴后,棕色棉纤维色泽变淡,而对绿色棉纤维色泽影响不大;另外氯化钴还抑制愈伤组织的生成;添加苯丙氨酸解氨酶抑制剂或4CL抑制剂后棕色棉和绿色棉纤维颜色变浅,浓度越高,颜色越淡;水杨羟基肟酸、芸薹素唑、氟啶酮、氯化钴、苯丙氨酸解氨酶抑制剂或4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)抑制剂的添加均导致纤维长度、胚珠鲜重、纤维干重和胚珠干重等降低。本文筛选出参与调控彩色棉纤维发育和色素合成的植物生长调节剂,为彩色棉纤维色泽改良提供一定的理论基础。     

天然棕色棉纤维色彩遗传特性的定量分析

摘 要：将深棕色棉品种与白色棉杂交,观察F1代和自交F2代棉纤维的颜色表现,并且测定了各世代植株棉纤维中的色素含量。杂交F1代棉纤维的颜色介于两亲本之间,自交F2代可以分为三类：深棕色类型、中棕色类型和白色,F2代深棕色类型棉纤维的颜色和纤维中色素含量接近亲本棕色类型,F2代中棕色类型棉纤维的颜色和纤维中色素含量与F1代较一致,F2代三种类型经过卡平方检验符合1:2:1的比数(p >0.05),所以棉纤维棕色对白色为不完全显性遗传。本文还讨论了质量性状与“修饰基因”的关系。本试验有助于天然彩色棉的品种选育和新色彩品种的培养。     

棉花纤维品质性状的遗传稳定性研究

通过 4个环境条件下纤维品质的表现及 5个陆地棉品系的完全双列杂交分析 ,对陆地棉纤维品质性状的遗传稳定性进行了研究。结果表明纤维比强度、绒长、麦克隆值及伸长率广义遗传率高 ,受环境影响相对较小 ,不同环境、品种间差异较一致 ;比强度、绒长与环境的互作小 ;而麦克隆值和伸长率与环境的互作较大 ;纤维整齐度广义遗传率小 ,受环境影响大。由于不同年份各纤维性状数值变化 ,结果难以比较 ,建议用陆地棉遗传标准系 TM- 1作为共同对照 ,用与共同对照的比值进行分析 ,并应加强纤维品质性状的分子标记辅助育种研究     

新疆自育陆地棉品种SSR遗传多样性分析

利用SSR标记对94份新疆自育陆地棉品种的基因组进行分析,研究新疆陆地棉品种的遗传多样性。结果: 从分布于棉花全基因组的206对SSR标记中筛选出54对具有稳定多态性的引物, 共检测出153个多态性位点, 每对引物的等位变异为2~6个,平均为2.93个;基因型多样性(H′)变幅为0.0439–0.7149,平均为0.4491;引物多态信息含量(PIC)为0.0430–0.6640,平均为0.3831。表明SSR标记在品种间可以反映较丰富的遗传多样性信息。94份品种间成对遗传相似系数变幅为0.3846~0.9835, 71.9%的品种相似系数在0.601~0.800内,反映出新疆陆地棉品种间的遗传相似性相对较高。根据UPGMA 聚类分析,在阈值为0.63时,将94份品种划分为2个类群,说明新疆陆地棉品种间遗传关系相对简单,品种的遗传基础相对狭窄,品种遗传组分差异较小,总体上遗传多样性不够丰富;分子聚类结果与品种本身遗传系谱背景和演变趋势吻合度较高,符合品种的真实特性。研究证明,自育品种在分子水平上差异不大,需要努力拓宽品种选育的遗传基础。     

彩色棉纤维分化及色素沉积过程观察

以棕絮1号、陇绿棉2号和对照品种普通白色棉鲁棉研28为试验材料,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜,观察彩色棉胚珠表皮细胞的形态变化、纤维的早期发育及色素沉积过程,旨在明确彩色棉与普通白色棉的纤维分化发育差异及彩色棉纤维色素的沉积过程。结果表明：各供试材料胚珠中部的部分表皮细胞均于开花前1 d开始分化;开花当天,胚珠纤维细胞均有突起;开花后1 d,纤维细胞突起增多,体积增大,其中鲁棉研28的纤维细胞已有伸长的态势;开花后3 d,纤维细胞均已伸长。除分化程度在各供试材料间差异不显著外,突起数量、发育和伸长程度,均以鲁棉研28最优,棕絮1号次之,陇绿棉2号最差。在纤维发育过程中,棕絮1号与陇绿棉2号纤维色素的形成时间及在纤维内的沉积部位均存在差异。陇绿棉2号的纤维色素形成时间较棕絮1号早,且沉积于纤维中腔和次生壁内层,而棕絮1号仅沉积在纤维中腔内。上述结果表明棕絮1号和陇绿棉2号的纤维品质差,可能与彩色棉纤维早期发育过程中,胚珠表皮细胞的突起时间相对较迟、数量相对较少和色素在纤维中沉积密切相关。