基于黄褐棉导入系的棉花衣分QTL定位研究

[目的]利用黄褐棉导入系(Introgression Lines,ILs),在构建分子遗传图谱的基础上,检测与衣分相关的数量性状位点(Quantitative Trait Locus,QTLs),以期发现黄褐棉中用于改良陆地棉的衣分QTL,服务于棉花产量的分子育种。[方法]以陆地棉PD94042为受体亲本,黄褐棉(Gossypium mustelinum)为供体亲本,两者杂交后代与陆地棉亲本回交,进而建立高世代回交群体并选择构建CSILs,通过种植黄褐棉CSILs,提取DNA展开微卫星标记(SSR)实验,构建遗传连锁图谱;并将所得基因型数据和表型数据相结合,用Win QTL Cart2.5软件开展导入系群体的衣分QTL定位。[结果]利用基于黄褐棉导入系的遗传图谱检测衣分QTL,成功检测到21个衣分相关QTLs,解释表型变异范围为19.3%～42%。其中,主效QTL qLP-3在2个环境中均被检测到,其增效基因均来自于黄褐棉,因此可能对标记辅助选择有重要意义。[结论]利用黄褐棉导入系群体成功鉴定出21个衣分相关的QTLs,该结果为棉花衣分分子标记辅助育种工作提供了借鉴及依据,也为后续进一步开展QTL精细定位奠定了基础。     

中棉所12配制的2个杂交棉DNA甲基化遗传与传递

DNA甲基化在真核生物的生长发育过程中起着重要的调控作用。本研究用MSAP方法分析了中棉所12配制的2个杂交棉和亲本不同发育时期的基因组DNA 5′-CCGG位点胞嘧啶的甲基化水平及其遗传传递模式。研究表明: (1)杂交棉及其亲本不同发育时期的胞嘧啶甲基化水平不同,随着生育期的逐步推进,出现两头低而中间高现象;(2)两个杂交棉组合的DNA 甲基化总体水平为12.41%~20.05%,其中以内侧胞嘧啶全甲基化为主(约占6.90%~11.47%);(3)棉花中绝大多数CCGG胞嘧啶甲基化位点是由亲本稳定遗传给杂交种的,但杂交棉仍有1.14%~3.39%的位点显示了变异,其变异频率在不同亲本组合之间和不同发育时期都存在差异;(4)对甲基化差异条带测序分析发现,其功能涉及到富含亮氨酸重复、类PDR的ABC转运蛋白、GTP结合蛋白、病程相关蛋白、磷酸激酶、功能未知的蛋白质和反转录酶等,部分差异序列没有产生有意义的匹配。     

玉米遗传多样性分析及耐盐种质筛选

对24份玉米材料的萌芽期、苗期进行耐盐性鉴定,考察被试材料的发芽率、苗情、出苗天数、株高、鲜(干)质量、含水量、种子活力等指标。结果表明,盐胁迫下苗情与种子活力无相关性,与其他指标均达显著水平。以苗情分级与各指标方差分析结果进行综合评定,鉴定出了24份材料的耐盐性。运用聚类分析法,将24份材料的耐盐表型性状进行聚类,结果表明聚类结果与综合评价的耐盐性相一致,其中高耐的占25.0%,盐敏感的占29.2%。运用40对SSR引物对24份材料进行遗传多样性分析,24份材料的相似系数在0.71~0.91之间,共分成3大类,平均距离较近,表明这24份材料的遗传距离狭窄。结合遗传多样性结果与耐盐聚类结果,为优秀亲本的选择和优势组合的预测及耐盐资源的合理利用提供了基础资料。     

盐胁迫下棉花叶绿素荧光参数的变化

通过对比耐盐和盐敏感棉花材料在盐胁迫下的叶绿素荧光参数的变化,探究棉花在盐害下的自我保护机制及筛选鉴定棉花耐盐性的生理生化指标。以耐盐材料中棉所35和盐敏感材料中棉所12为试验材料,设置梯度分别为0(对照)、100、200、300及400 mmol/L的NaCl溶液处理四叶期的棉花幼苗,测定叶绿素荧光参数。结果表明,耐盐棉花材料和盐敏感棉花材料在叶绿素荧光参数变化趋势上具有明显差异。叶绿素荧光参数可作为鉴定棉花耐盐性的生理生化指标,进一步研究将综合其他多种生理生化指标构建数学模型,定量衡量棉花的耐盐性强弱。     

４２份高粱与苏丹草及其２个杂交种犇犖犃指纹图谱的构建

选用１００个ＲＡＰＤ 引物和９５对ＳＳＲ 引物进行ＰＣＲ 扩增,旨在构建４２份高粱和苏丹草品种资源及２份国审品种高粱－苏丹草杂交种的ＤＮＡ 指纹图谱。结果表明,从１００个ＲＡＰＤ 引物中筛选到９个多态性高、重复性好的引物,多态性条带比率为６４．０６％,利用４个核心ＲＡＰＤ 引物可以为每份品种构建１张特定的数字指纹,并通过其中１个引物Ｆ ０１构建了１张能鉴别２个杂交种的ＲＡＰＤ 指纹图谱,不过该图谱不能区别皖草３ 号与其父本Ｓａ。从９５对ＳＳＲ 引物中筛选出多态性丰富的引物７３对,多态性条带比率为８６．０６％,通过３对核心ＳＳＲ 引物就可以构建４２份高粱和苏丹草的ＳＳＲ 数字指纹,同时利用其中１对ＳＳＲ 引物狋狓狆１８,寻找到２个杂交种的互补带,从而构建了２个高粱－苏丹草杂交种的ＳＳＲ 指纹图谱,这张ＳＳＲ 指纹图谱不仅能鉴别皖草２号和３号,还可以把杂交种与其亲本区别开来。     

中棉所35及中棉所12盐胁迫下的丙二醛含量变化及其SSR指纹图谱构建

 为初步探讨盐胁迫对棉花的影响,以耐盐品种中棉所35和盐敏感品种中棉所12为材料,用清水对照、浓度分别为100 mmol·L^-1, 200 mmol·L^-1, 300 mmol·L^-1及400 mmol·L^-1的NaCl溶液处理中棉所35和中棉所12幼苗,研究盐胁迫对棉花中丙二醛含量的影响。同时,利用SSR分子标记技术,构建了这两个棉花品种的指纹图谱,用以快速鉴定。     

42份高梁与苏丹草及其2个杂交种DNA指纹图谱的构建

选用100个RAPD引物和95对SSR引物进行PCR扩增,旨在构建42份高粱和苏丹草品种资源及2份国审品种高粱苏丹草杂交种的DNA指纹图谱。结果表明,从100个RAPD引物中筛选到9个多态性高、重复性好的引物,多态性条带比率为64．06％,利用4个核心RAPD引物可以为每份品种构建1张特定的数字指纹,并通过其中1个引物F-01构建了1张能鉴别2个杂交种的RAPD指纹图谱,不过该图谱不能区别皖草3号与其父本Sa。从95对SSR引物中筛选出多态性丰富的引物73对,多态性条带比率为86．06％,通过3对核心SSR引物就可以构建42份高梁和苏丹草的SSR数字指纹,同时利用其中1对SSR引物txp18,寻找到2个杂交种的互补带,从而构建了2个高粱-苏丹草杂交种的SSR指纹图谱,这张SSR指纹图谱不仅能鉴别皖草2号和3号,还可以把杂交种与其亲本区别开来。     

陆地棉NCS1基因家族的全基因组成员鉴定及分析

核碱基阳离子转运蛋白-1(NCS1)家族是一个次级活性转运蛋白家族,由细菌、古菌、真菌和植物等2 500多个序列成员组成。在其他研究中发现,该蛋白与溶质特异性转运相关,进而影响植物的生长发育,本研究拟通过分析揭示核碱基阳离子转运蛋白在棉花生长发育中的作用。通过全基因组序列分析鉴定陆地棉NCS1基因家族成员;在此基础上,对这些基因进行定位、结构分析、进化发育分析,并开展启动子顺式作用元件鉴定的系统研究。本研究在全基因组水平一共鉴定出4个陆地棉NCS1基因,染色体定位发现,这些基因分布在A09和D09两条染色体上,motif结果显示所有NCS1蛋白质中都有NCS1结构域的存在,基因结构分析发现,外显子、内含子结构和长度在亚组表现一致。棉花、拟南芥、水稻、玉米等物种的系统发育分析比较表明,该基因家族在物种进化过程中出现了明显的分化。启动子序列分析则表明,该基因家族中存在有大量与脱落酸、赤霉素反应相关的顺式作用元件。取开花后17和21 d的棉花纤维开展qRT-PCR验证实验,结果表明,NCS1基因家族成员在纤维发育过程中具有显著的调节作用。本研究是首次在陆地棉中对NCS1家族进行全基因组的鉴定...     

耐盐棉花种质的鉴定筛选

利用室内、室外2种方法对棉花耐盐性进行鉴定.室内耐盐鉴定主要是通过双层滤纸法和沙培法2种方法,对芽期、苗期耐盐性进行筛选鉴定.室外鉴定主要通过盐池和海边重盐碱土鉴定方法分别对苗期、成株期耐盐性进行鉴定.鉴定、筛选出了耐盐品系盐1032、盐1129、盐2018,同时发现棉花新品种中棉所76耐盐性明显超过对照,并对耐盐品系高产栽培技术研究进行了简述.     

早熟转基因抗虫常规棉湘棉37的选育及栽培技术

早熟转基因抗虫常规棉品种湘棉37于2023年通过湖南省农作物品种审定委员会审定。其夏播生育期102.9 d,单株结铃17.9个,铃重5.5 g,衣分40.9%;纤维上半部平均长度30.2 mm,断裂比强度34.8 c N·tex^-1,马克隆值5.0;抗枯萎病,耐黄萎病;适于轻简化栽培和机械采收。2020年湖南省棉花品种早熟组区域试验中,湘棉37平均每666.7 m²籽棉、皮棉和霜前皮棉产量分别为213.4 kg、86.8 kg和86.8 kg,分别比对照省工棉2号增产2.6%、0.7%和0.7%;2021年湖南省棉花品种早熟组区域试验中,湘棉37平均每666.7 m²籽棉、皮棉和霜前皮棉产量分别为273.5 kg、111.4 kg和110.4 kg,分别比对照湘棉早1号增产9.5%、9.4%和9.0%。主要介绍了湘棉37的选育过程、特征特性、适宜种植区域及栽培技术要点。