利用三個(gè)重疊重組自交系精細(xì)定位棉花染色體24部分區(qū)段的纖維品質(zhì)及產(chǎn)量性狀QTL.pdf

1、棉花是重要的紡織工業(yè)原料。棉花工作者長(zhǎng)期以來面對(duì)的挑戰(zhàn)是產(chǎn)量和纖維品質(zhì)的同步提高以滿足棉花生產(chǎn)者和紡織工業(yè)的要求。隨著紡織技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)棉纖維品質(zhì)提出了更高的要求，從而更多地要求更強(qiáng)、更細(xì)和更整齊的棉纖維。然而，由于纖維品質(zhì)性狀的復(fù)雜性，加上纖維品質(zhì)檢測(cè)的費(fèi)用高和選擇效率低，棉纖維品質(zhì)的改良雖經(jīng)過幾十年的艱苦努力，纖維品質(zhì)與產(chǎn)量的負(fù)相關(guān)依然存在，傳統(tǒng)育種在進(jìn)一步改良棉纖維品質(zhì)上顯然存在相當(dāng)?shù)睦щy。發(fā)展與棉纖維品質(zhì)和產(chǎn)量性狀連鎖的DN

2、A標(biāo)記使得育種者在棉花生長(zhǎng)的早期階段或早期分離世代就能追蹤這個(gè)重要的性狀，從而提高選擇效率。
　　 然而目前有關(guān)棉纖維品質(zhì)和產(chǎn)量QTLs的篩選方面存在以下問題：(1)使用的群體多為海陸種間群體，用于陸地棉品質(zhì)改良難度大；(2)使用的群體大多為F2暫時(shí)性群體，無法進(jìn)行多年多點(diǎn)重復(fù)試驗(yàn)，難以獲得穩(wěn)定的QTLs。本研究在（7235×TM-1）RIL、(7235×TM-1)F2以及F2:3群體與纖維品質(zhì)及產(chǎn)量性狀相關(guān)的QTL定位研究結(jié)果

3、的基礎(chǔ)，利用(7235×TM-1)RIL中三個(gè)互相重疊而且是高強(qiáng)纖維的家系7TR-133,7TR-132和7TR-214再與TM-1回交，構(gòu)建三個(gè)F2及F2:3群體，開展兩年兩點(diǎn)的重復(fù)試驗(yàn)，用基于PCR的SSR標(biāo)記篩選不同環(huán)境中穩(wěn)定表達(dá)的主效QTLs，為優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)棉基因的利用提供理論依據(jù)。進(jìn)行(7235×TM-1)重組自交系(RILs)三個(gè)家系(7TR-133,7TR-132和7TR-214)回交F2：3群體棉纖維品質(zhì)與產(chǎn)量性狀相關(guān)性以及

4、F2和F2:3遺傳性分析，以便從分子水平上揭示主要品質(zhì)性狀與主要產(chǎn)量構(gòu)成因子性狀相關(guān)性，進(jìn)一步明確了棉花纖維品質(zhì)與產(chǎn)量性狀的遺傳特性。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.主要纖維品質(zhì)性狀及產(chǎn)量性狀相關(guān)性分析
　　 纖維品質(zhì)性狀長(zhǎng)度與強(qiáng)度正相關(guān)，細(xì)度與伸長(zhǎng)率正相關(guān)，鈴數(shù)與衣分正相關(guān)，長(zhǎng)度性狀與鈴重正相關(guān)；纖維強(qiáng)度和細(xì)度與伸長(zhǎng)率負(fù)相關(guān)，長(zhǎng)度性狀與鈴數(shù)和衣分性狀負(fù)相關(guān)，強(qiáng)度性狀與產(chǎn)量性狀鈴數(shù)、鈴重、衣分負(fù)相關(guān)，細(xì)度性狀與鈴數(shù)和鈴重性

5、狀負(fù)相關(guān)，伸長(zhǎng)率與鈴數(shù)、鈴重負(fù)相關(guān)，產(chǎn)量性狀鈴數(shù)與鈴重負(fù)相關(guān)，鈴重與衣分負(fù)相關(guān)。
　　 2.主要纖維品質(zhì)性狀及產(chǎn)量性狀遺傳分析
　　 主要纖維品質(zhì)性狀（纖維長(zhǎng)度、纖維強(qiáng)度、麥克隆值、伸長(zhǎng)率）及產(chǎn)量構(gòu)成因子單株鈴數(shù)、鈴重、衣分的最佳遺傳模式為兩對(duì)主基因控制的遺傳模型，其中加性效應(yīng)在F2以及新疆和江浦兩地的F2：3世代中能夠穩(wěn)定表達(dá)。在不同群體和世代中，品質(zhì)和產(chǎn)量性狀主基因遺傳率不同可能由于控制數(shù)量性狀的基因間互作以及基因與

6、環(huán)境間互作的結(jié)果。
　　 3.遺傳連鎖圖普的構(gòu)建
　　 本研究利用6123對(duì)SSR引物進(jìn)行三個(gè)群體四個(gè)親本（7TR-133，7TR-132,7TR-214和TM-1）多態(tài)性篩選，構(gòu)建（7TR-133×TM-1）F2，（7TR-132×TM-1）F2和（7TR-214×TM-1）F2分子遺傳圖譜，構(gòu)建遺傳圖譜的群體大小分別是907,670和940,所構(gòu)建的（7TR-133×TM-1）群體遺傳圖譜具有22個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)，長(zhǎng)度為1

7、3.7cM，占Chro.24染色體遺傳圖譜111.7cM的12.3％；(7TR-132×TM-1)群體遺傳圖譜具有11個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)，長(zhǎng)度為19.1cM，占Chro.24染色體遺傳圖譜111.7cM的17.1％;(7TR-214×TM-1)群體遺傳圖譜具有18個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)，長(zhǎng)度為10.1cM，占Chro.24染色體遺傳圖譜111.7cM的9.4％。在構(gòu)建圖譜的22,11和18個(gè)標(biāo)記中分別有16，7和10個(gè)偏分離標(biāo)記，其偏分離位點(diǎn)的百分率分別是

8、72.7％,63.6％和55.6％，由此可見，(7TR-132×TM-1)F2，（7TR-133×TM-1）F2和(7TR-214×TM-1)F2偏分離位點(diǎn)比（7235×TM-1）RIL的100％偏分離明顯下降。
　　 4.纖維品質(zhì)性狀QTL定位分析
　　 PopA(7TR-133×TM-1)、PopB(7TR-132×TM-1)和PopC(7TR-214×TM-1)三個(gè)群體中檢測(cè)到與纖維品質(zhì)性狀相關(guān)的QTLs共17個(gè)，

9、其中，與纖維長(zhǎng)度性狀相關(guān)的5個(gè)QTLs，具有20.1～32.7％貢獻(xiàn)率；與強(qiáng)度性狀相關(guān)的5個(gè)QTLs，具有28.8～59.6％貢獻(xiàn)率；與細(xì)度相關(guān)的4個(gè)QTLs，具有17.9～41.5％貢獻(xiàn)率；與伸長(zhǎng)率相關(guān)的3個(gè)QTLs，具有18.0～26.2％貢獻(xiàn)率。與品質(zhì)性狀相關(guān)的QTL的增效基因在三個(gè)作圖群體中具有較好的一致性，其中纖維強(qiáng)度、纖維長(zhǎng)度以及纖維細(xì)度性狀來自母本（7235×TM-1）RIL的家系7TR-133,7TR-132和7TR-2

10、14（纖維長(zhǎng)度和強(qiáng)度增加，纖維細(xì)度降低），纖維伸長(zhǎng)率來自父本TM-1（伸長(zhǎng)率增加）。
　　 5.產(chǎn)量性狀QTL的定位
　　 PopA(7TR-133×TM-1)、PopB(7TR-132×TM-1)和PopC(7TR-214×TM-1)三個(gè)群體中檢測(cè)到與產(chǎn)量性狀相關(guān)的QTLs共6個(gè)，其中，與鈴數(shù)性狀相關(guān)的1個(gè)QTL，具有5.6～9.4％貢獻(xiàn)率；與鈴重性狀相關(guān)的3個(gè)QTLs，具有15.0～35.5％貢獻(xiàn)率；與衣分性狀相關(guān)的

11、2個(gè)QTLs，具有10.9～19.3％。產(chǎn)量性狀鈴數(shù)、鈴重增效基因來自父本TM-1（鈴數(shù)和鈴重增加），衣分性狀增效基因來自母本(7235×TM-1)RIL家系7TR-133、7TR-132和7TR-214（衣分增加）。
　　 本實(shí)驗(yàn)研究在（7235×TM-1）RIL群體棉花染色體24上與纖維強(qiáng)度性狀相關(guān)的QTL的置信區(qū)間內(nèi)，在三個(gè)互相重疊（7235×TM-1）RIL家系7TR-133，7TR-132，7TR-214與TM-1回交

12、群體中共檢測(cè)到五個(gè)緊密連鎖的強(qiáng)度性狀QTL，其原因可能與進(jìn)一步進(jìn)行了回交以及使用了較大的研究群體有關(guān)。在本研究中的兩個(gè)回交群體中檢測(cè)到與鈴數(shù)性狀相關(guān)的QTL，即q-BN-D08，與Shen et a1.在（7235×TM-1）RIL檢測(cè)到的與鈴數(shù)性狀相關(guān)的QTL為同一個(gè)，由此可見該QTL是一個(gè)較為穩(wěn)定的QTL。
　　 纖維品質(zhì)及產(chǎn)量性狀的遺傳分析結(jié)果，主要品質(zhì)及產(chǎn)量性狀由兩對(duì)主基因控制，并且以加性效應(yīng)為主。纖維品質(zhì)性狀和產(chǎn)量性狀