棉花BC5F2代换系的产量及品质相关性状表型分析及QTL定位

本研究利用生产上推广的优良早熟陆地棉栽培品种中棉所36为受体亲本,海岛棉海1为供体亲本,选择培育了一套由303个单株组成的BC5F2代换系。从已构建的BC1F1遗传图谱上以5~10cM为标准挑选391对多态性标记进行分子检测,多数单株含有海岛棉代换片段数为2~10个。对该群体的单株产量、品质性状进行了表型鉴定,存在大量具有优良品质的单株,纤维强度最高的能达到37.8cN/tex,铃重、衣分、纤维长度、整齐度、马克隆值、伸长率及纤维强度超轮回亲本分别为17.82%、44.55%、46.86%、33.33%、74.92%、41.58%、42.57%。采用性状-标记间的单向方差分析,共定位了20个与产量性状和33个与纤维品质性状有关的QTL,其中qUN-14-2、qBW-2-20、qFL-2-20和qMV-1-38这4个QTL存在一定的遗传稳定性。鉴定的QTL大多是微效基因,解释表型变异为3.01%~9.69%,该研究为染色体单片段代换系的精细的分子研究奠定了基础。     

陆海种间杂交铃重和衣分的遗传及其F1群体优势分析

以4个陆地棉品种(系)和3个海岛棉品种为亲本配制不完全双列杂交组合12个,采用包括基因型×环境互作的加性-显性(AD)遗传模型.通过对亲本和F1的2年随机区组试验数据分析,结果为铃重和衣分都存在极显著的加性效应和显性效应.其加性效应和显性效应与环境的互作都很小.铃重以加性效应为主,为 54.3%.显性效应相对较小,为 21.6%.衣分主要由加性效应和显性效应共同控制,其加性效应和显性同等重要.分别是 43.8%和 49.8%.铃重的狭义遗传率和广义遗传率分别为 54.3%和75.8%,衣分的狭义遗传率和广义遗传率分别为 43.8%和 93.6%.铃重和衣分F1均具有显著的负向群体平均优势和群体超亲优势,F1铃重小于中亲值.偏向低亲值;F1表分小于中亲值,接近或小于低亲值.在利用海岛棉的优异性状时,要考虑亲本材料的选择,要考虑到其性状遗传方式的特点,在进行陆海杂交、高代回交辅助选择时必须考虑性状的遗传效应.铃重可以在平世代进行选择,衣分应在中期世代选择效果较好.     

陆地棉纤维细度相关性状的遗传及相关性分析

 利用主基因与多基因混合遗传模型的P₁、P₂、F₁、F₂四世代联合分析方法,研究了棉花纤维细度相关性状的遗传,进一步明确了主基因存在的普遍性。同时,对麦克隆值密切相关的纤维线密度及成熟度比率进行了F₂、F_2:3家系的主基因 多基因单世代分析,初步判定线密度也存在一对主基因。性状间的遗传相关分析表明,麦克隆值及成熟度比率与整齐度分别呈极显著正相关和不相关,该两个性状与其它性状的相关性两个世代表现不一致;线密度与整齐度呈正相关,与伸长率呈极显著负相关,与长度、强度及衣分不相关。线密度与各性状的相关性要比麦克隆值和成熟度比率稳定,受环境影响小,有必要加强线密度的选择及深入研究。     

利用陆海杂种BC1群体构建棉花遗传连锁图谱并初步定位产量性状相关的QTL

利用陆地棉推广品种中棉所36和海1配制杂交组合,并用中棉所36为轮回亲本构建回交群体(BC1F1,BC2F1和BC1S1).用亲本和F1对新开发的2102对SSR引物进行多态性筛选,共筛选到317对含有海1显性带的引物,占筛选引物总数的15.08%;最终对其中的275对引物进行了BC1F1群体扩增,获得306个SSR标记差异位点.连锁分析表明(LOD=6.5),有254个标记位点连锁,分布在42个连锁群中,覆盖2252.36 cM,约占棉花基因组的50.05%;平均每个连锁群有6.08个标记,覆盖53.63 cM;标记间平均间距为8.87 cM.利用BC1F1、BC2F1和BC1S1三个不同世代分离群体产量性状数据,共定位16个产量性状QTL,解释表型变异5.77%/～19.86%.其中,衣分6个,铃重6个,籽指4个.有9个增效基因来自陆地棉亲本中棉所36,7个增效基因来自海岛棉亲本海1,说明了表型性状较差的品种同样可能含有可用于性状改良的增效基因.控制衣分的3个QTL可在不同的世代稳定检测到,效应稳定,增效基因均来自高值亲本陆地棉,为进一步分子标记辅助选择奠定了基础.     

利用高代回交和分子标记辅助选择构建棉花染色体片段代换系

染色体片段代换系(chromosome segment substitution lines,CSSLs)又叫导入系(introgression lines,ILs),是在相同的遗传背景中导入供体亲本的染色体片段,如果代换系中只含有一个来自供体亲本的染色体片段则称为单片段代换系(single segment substitution lines,SSSLs).本实验利用陆地棉栽培种CCRI221(中棉所45)为受体,海岛棉海1为供体,通过高代同交和分子标记辅助选择相结合的方法,构建了1个由116个家系组成的染色体片段代换系群体.利用分布在棉花基冈组25个连锁群上的276个多态性标记对BC4F1世代进行检测.这些标记覆盖了棉花基因组2 347 cM,占棉花基冈组4 450 cM的52.7%.在每个家系中,代换片段最多的55个,最少的15个,平均32.92个,覆盖棉花基因组180.7～969 cM的,平均覆盖了502 cM.占检测长度(2 347 cM)的21.4%.在各家系中,每个连锁群平均包含0.1～8_3个海岛棉片段,平均覆盖每个连锁群0.2～54.2 cM,占每条连锁群被检测长度0.5-207 cM的10.3%～35.5%.本研究为棉花染色体单片段代换系的创制奠定了基础.     

利用陆海杂种BC1群体构建遗传连锁图谱并初步定位产量性状相关的QTL

摘要：本研究利用中棉所36和海1配制杂交组合,并用中棉所36为轮回亲本构建回交群体(BC1F1, BC2F1和 BC1S1)。用亲本和F1对新开发的2102对SSR引物进行多态性筛选,共筛选到317对含有海1显性带的引物,占筛选引物总数的15.08%;最终对其中的275对引物进行了BC1F1群体扩增,获得306个SSR标记差异位点。连锁分析表明（LOD=6.5）,有254个标记位点连锁,分布在42个连锁群中,覆盖2252.36cM,约占棉花基因组的50.05%;平均每个连锁群有6.08个标记,覆盖53.63 cM;标记间平均间距为8.87cM。利用BC1F1、BC2F1和BC1S1三个不同世代分离群体产量性状数据,共定位16个产量性状QTL,解释表型变异5.77%～19.86%。其中,衣分6个,铃重6个,籽指4个。有9个增效基因来自陆地棉亲本中棉所36,7个增效基因来自海岛棉亲本海1,说明了表型性状较差的品种同样可能含有可用于性状改良的增效基因。控制衣分的3个QTL可在不同的世代稳定检测到,效应稳定,增效基因均来自高值亲本陆地棉,为进一步分子标记辅助选择奠定了基础。     

F2:3设计全基因组标记的Bayesian分析

数量性状的遗传率低时，常采用F_2:3设计进行遗传分析，但往往忽略异质家系内QTL的混合分布特性。同时，用多QTL模型检测QTL会提高QTL检测的功效。因此，本文在利用F_2:3设计异质F_2:3家系内QTL混合分布特性基础上，提出F_2:3设计全基因组多标记联合分析新方法。该方法充分利用了异质F_2:3家系内的QTL混合分布，并采用多QTL遗传模型。Monte Carlo模拟研究表明，新方法能获得精确的QTL效应和位置的估计。此外，还比较了QTL效应抽样的两种策略。研究表明，新策略能显著提高QTL检测的功效。     

棉花纤维次生壁加厚期基因的表达谱分析

本研究以高纤维强度材料0-153和转基因抗虫棉sGK9708为亲本构建的高代重组自交系群体(F608)中纤维强度具有显著差异的两个系(高强材料69307和低强材料69362)作为材料,利用cDNA芯片技术,对纤维次生壁加厚阶段(15 DPA和20 DPA)的基因表达谱进行研究.共检测到差异表达基因3 383个,占cDN...     

棉花抗黄萎病相关基因的序列和表达分析

黄萎病是棉花生产的主要病害,克隆抗病基因是培育棉花抗黄萎病品种的关键。本文根据前期的定位结果,结合棉花基因组测序信息,提取定位区段内基因组序列,预测获得63个基因。Gene Ontology分析表明63个基因参加多种生物进程,其中6个基因参与植物抗逆进程。根据Gene Ontology分析和前人研究结果,选择15个基因进行序列分析。启动子序列分析表明启动子区域包含各种抗逆的调控元件,其中6个基因包含了W-box元件。对海7124和苏棉8号棉花幼苗进行黄萎病菌处理,取病菌处理后不同时期的根,选择14个基因进行表达分析,结果表明在黄萎病菌处理后,有8个基因表达出现变化,其中在海7124和苏棉8号之间表达差异最大的基因是跨膜蛋白(Transmembrane protein 214-a isoform 1)、细胞色素P450(Cytochrome p450)和Udp-糖基转移酶UGT89A2(Udp-glycosyl transferase 89a2-like)基因。本研究为抗病基因克隆提供了候选基因。     

棉花显性无腺体基因的应用及其遗传研究

1986～1992年通过有性杂交,将海_1的显性无腺体性状转育到陆地棉中,培育出既具有优异特性,又具有显性无腺体性状的陆地棉新材料和胞质型显性无腺体不育系、保持系和恢复系。通过等位测验和连锁测验等遗传研究,表明海_1无腺体性状是由位于gl_2点上的一对不完全显性基因Gl_2~e所控制,并带有一对有腺体基因Gl_3和Gl_1,Gl_2~e对Gl_3和Gl_1具有显性上位作用。Gl_2~e与标记系T582的4个和T586的3个标记性状元连锁关系,不在其所属的连锁群上。