早熟陸地棉染色體片段代換系的構(gòu)建及QTL定位初探.pdf

1、農(nóng)作物大多數(shù)性狀是由多基因控制的數(shù)量性狀，對(duì)數(shù)量性狀基因座進(jìn)行鑒定和定位對(duì)作物遺傳育種有重要意義。染色體片段代換系只含有一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)來(lái)自供體親本的染色體片段，它可以用于QTL的精細(xì)定位和圖位克隆。本研究以海島棉品系海1為供體，以早熟、高產(chǎn)的陸地棉推廣品種中棉所36為受體，利用高代回交和分子標(biāo)記輔助選擇相結(jié)合的方法，建立了BC4F2：3和BC4F2：4兩個(gè)世代的片段代換系群體。結(jié)合已有的遺傳連鎖圖譜并采用復(fù)合區(qū)間作圖法(CIM)對(duì)纖維品

2、質(zhì)性狀、產(chǎn)量性狀和抗黃萎病性狀進(jìn)行QTL定位研究，以將海島棉優(yōu)異性狀基因?qū)腙懙孛迌?yōu)異推廣品種，來(lái)拓寬陸地棉狹窄的遺傳基礎(chǔ)，為品種改良提供更豐富的資源材料。 1.種間回交各世代群體(BC4F2：3世代133個(gè)家系，BC4F2：4世代199個(gè)單株)的纖維品質(zhì)性狀、產(chǎn)量性狀和抗黃萎病性狀的各個(gè)指標(biāo)大部分符合正態(tài)分布。在133個(gè)BC4F2：3家系中纖維長(zhǎng)度超過(guò)輪回親本的有37個(gè)；馬克隆值比輪回親本低的有58個(gè)；纖維強(qiáng)度高于輪回親本的有

3、34個(gè)。在199個(gè)BC4F2：4世代的單株中纖維長(zhǎng)度超過(guò)輪回親本的有37個(gè)；馬克隆值比輪回親本低的有36個(gè)；纖維強(qiáng)度高于輪回親本的有49個(gè)。性狀間相關(guān)分析顯示纖維長(zhǎng)度與纖維強(qiáng)度為正相關(guān)，而與馬克隆值負(fù)相關(guān)；子指與鈴重為正相關(guān)，而與衣分負(fù)相關(guān)。衣分與纖維長(zhǎng)度和纖維強(qiáng)度成負(fù)相關(guān)，而與馬克隆值成正相關(guān)，本研究得到的這些結(jié)果與前人結(jié)論一致。 2.利用本實(shí)驗(yàn)室已構(gòu)建的以中棉所36和海1為雙親的BC1F1分離群體的遺傳連鎖圖譜，平均每隔5

4、cM的選取有多態(tài)性的標(biāo)記，共獲得283個(gè)SSR標(biāo)記，用這些標(biāo)記對(duì)133個(gè)BC4F2：3家系群體和199個(gè)BC4F2：4單株群體進(jìn)行分子檢測(cè)。BC4F2：3每個(gè)家系在28個(gè)連鎖群中被導(dǎo)入的海島棉片段平均長(zhǎng)度為13.2 cM，最長(zhǎng)的為40.3cM最短的0.1 cM：導(dǎo)入的海島棉片段的平均個(gè)數(shù)為O.1～2.9個(gè)不等，各家系中導(dǎo)入的海島棉片段覆蓋棉花基因組最長(zhǎng)的達(dá)到906.1 cM，最小的119.9 cM，平均368.7 cM占檢測(cè)總長(zhǎng)度的比例

5、分別為32.5％，4.3％，13.2％；各家系每個(gè)連鎖群中代換片段最多35個(gè)，最少7個(gè)。在BC4F2:4代染色體片段代換系中，平均每個(gè)單株被導(dǎo)入的純合的海島棉片段平均長(zhǎng)度為0.8cM，最長(zhǎng)的為4.1 cM，在所有連鎖群中有7個(gè)連鎖群沒(méi)有海島棉的純合片段，其余21個(gè)連鎖群的海島棉純合片段在每個(gè)單株中平均個(gè)數(shù)為0.07個(gè)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)高代回交受體的遺傳背景已經(jīng)恢復(fù)到了很高的程度；在199個(gè)單株組成的染色體片段代換系中被導(dǎo)入的雜合的海島棉片段的平

6、均個(gè)數(shù)為0.12個(gè)，平均長(zhǎng)度為1.4 cM。 3.實(shí)驗(yàn)對(duì)選出的5個(gè)家系及其后代104個(gè)單株進(jìn)行纖維品質(zhì)分析，在單株中對(duì)纖維長(zhǎng)度和纖維強(qiáng)度突出的23個(gè)單株的海島棉染色體代換片段分析發(fā)現(xiàn)，每個(gè)單株海島棉代換片段數(shù)為2～10個(gè)，而對(duì)應(yīng)家系中含海島棉片段大多在18-30個(gè)，這些家系和單株中可能含有較多的海島棉優(yōu)異基因，這就為染色體單片段代換系的構(gòu)建及進(jìn)一步的基因精細(xì)定位和基因克隆準(zhǔn)備了材料。 4.利用兩個(gè)世代分離群體產(chǎn)量、纖維品

7、質(zhì)和黃萎病抗性等性狀的數(shù)據(jù)，結(jié)合構(gòu)建的SSR分子連鎖圖譜進(jìn)行復(fù)合區(qū)間作圖分析，共檢測(cè)到31個(gè)QTL，解釋6.95％～31.13％的表型變異。其中控制產(chǎn)量相關(guān)性狀的有14個(gè)QTL，控制纖維品質(zhì)相關(guān)性狀的有15個(gè)QTL，還有2個(gè)QTL控制黃萎病抗性性狀的，其中所檢測(cè)到的黃萎病抗性QTL其抗性基因均來(lái)自于海島棉。 本研究在構(gòu)建染色體片段代換系時(shí)采用的高代回交和分子標(biāo)記輔助選擇的方法不僅為單片段代換系的構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)，而且選用早熟、高產(chǎn)