利用F2及其衍生群体定位陆地棉产量和纤维品质性状QTL

利用F2及其衍生群体定位陆地棉产量和纤维品质性状QTL

论文摘要

棉花是世界上最重要的天然纤维作物,同时也是植物油料和蛋白质的重要来源。棉花有四个栽培种,包括两个二倍体种(草棉和亚洲棉)和两个四倍体种(陆地棉和海岛棉),其中陆地棉的产量占世界原棉产量的95%以上,但是陆地棉的纤维品质和海岛棉相比却相差很多。随着纺织技术的飞速发展,对棉花纤维品质也提出了更高的要求。如何提高陆地棉品种的产量和纤维品质已经成为棉花育种工作者的重要目标。传统的育种方法进行棉花品种改良时效率低、育种周期长。分子标记辅助选择育种为育种工作者提供了一种高效、准确的育种方法。利用与产量和纤维品质QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择,可以较快地提高棉花遗传改良效率。本研究利用多态性稳定的SSR标记,在建立(中棉所35×渝棉1号)F2群体的基础上,构建陆地棉遗传连锁图谱,并对产量和纤维品质性状QTL进行定位。其研究结果如下:1)亲本及F2:3-5家系的表型亲本渝棉1号的衣分高于中棉所35,中棉所35的单株铃数、铃重、籽棉产量、皮棉产量均高于渝棉1号。渝棉1号的纤维长度、比强度高于中棉所35,而两亲本的纤维马克隆值、长度整齐度、伸长率基本接近。F2及F2衍生群体的所有产量及纤维品质性状均为连续分布,且表现超双亲分布,呈现多基因共同控制的遗传特点。2)引物的多态性分析利用8165对(新用引物4707对)棉花SSR引物,对中棉所35号和渝棉1号进行多态性筛选,其中在两亲本间具有多态性的引物有335对,引物的多态性比例为4.1%。3)F2群体标记基因型检测利用筛选得到的335对多态性引物,对F2群体的180个单株进行标记基因型检测,共获得340个标记位点,其中共显性标记的比例为82.95%;显性标记为17.05%。对所有标记位点进行卡方检测,结果表明,在340个SSR标记位点中,偏离孟德尔分离比例的(χ2>3.85)有169个,占全部标记位点的50.0%。4)陆地棉F2群体遗传连锁图谱的构建利用作图软件对340个SSR标记位点进行连锁分析后,构建了一张包括46个连锁群和303个位点的遗传连锁图。其中45个连锁群分别定位到25条染色体上,1个连锁群暂未定位到染色体上。该遗传连锁图总长为2543.6cM,标记间平均距离为8.39cM,覆盖棉花基因组约57.2%。5)产量和纤维品质性状QTL定位在构建的(渝棉1号×中棉所35)F2群体遗传连锁图的基础上,结合4个环境(2006年重庆、2006年海南、2007年重庆和2008年重庆)的产量性状和纤维品质检测结果,利用QTL定位软件MapQTL5.0,选择MQM作图法,以P=0.05的LOD值对全基因组进行QTLs扫描,共检测到48个QTLs。在所检测到的QTLs中,有25个产量性状QTLs,其余23个为纤维品质性状QTLs。这些QTLs分布在16条染色体上,其中有22个分布在A亚组,另外26个分布在D亚组。此外,有三个比强度QTLs (qFS07-1、qFS20-1和qFS21-1)在两个或三个环境下被检测到。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 棉花遗传图谱的研究进展
  • 1.1.1 二倍体棉种的遗传图谱研究概况
  • 1.1.2 四倍体棉种种间遗传图谱研究概况
  • 1.1.3 陆地棉种内遗传图谱研究概况
  • 1.1.4 棉花遗传图谱研究存在的问题
  • 1.2 棉花物理图谱的研究进展
  • 1.3 棉花的产量和纤维品质性状QTL定位的研究概况
  • 1.3.1 QTL定位的基本原理
  • 1.3.2 棉花产量性状QTL定位研究进展
  • 1.3.3 棉花纤维品质性状QTL定位研究进展
  • 1.4 QTL的精细定位与图位克隆
  • 1.4.1 QTL精细定位的策略
  • 1.4.2 QTL定位在育种中的应用
  • 1.4.3 QTL的图位克隆
  • 1.5 棉花分子育种存在的问题和发展策略
  • 第二章 引言
  • 2.1 目的和意义
  • 2.2 技术路线
  • 第三章 材料和方法
  • 3.1 实验材料
  • 3.2 实验设备
  • 3.3 棉花基因组DNA的提取
  • 3.3.1 提取试剂
  • 3.3.2 基因组DNA的提取步骤
  • 3.4 SSR标记检测
  • 3.4.1 SSR反应体系的建立
  • 3.4.2 SSR扩增产物的检测
  • 3.5 陆地棉遗传图谱的构建
  • 2群体标记基因型检测'>3.5.1 亲本多态性分析与F2群体标记基因型检测
  • 3.5.2 标记位点命名
  • 3.5.3 遗传连锁图谱的构建
  • 3.6 陆地棉产量和纤维品质性状的QTL分析
  • 3.6.1 产量和纤维品质性状QTL定位
  • 3.6.2 QTL的效应和命名
  • 第四章 结果与分析
  • 4.1 产量和纤维品质性状的表型分析
  • 4.2 产量和纤维品质性状的方差分析
  • 4.3 性状之间的相关分析
  • 4.4 引物多态性分析及群体基因型检测
  • 4.5 分子遗传图谱的构建
  • 4.6 产量和纤维品质性状的QTL定位
  • 第五章 讨论
  • 5.1 作图亲本的选择
  • 5.2 分子标记类型的选择
  • 5.3 标记的偏分离
  • 5.4 遗传图谱标记的分布特点
  • 5.5 不同群体的共同QTL
  • 5.6 QTL成簇分布与表型相关的关系
  • 5.7 环境对产量、纤维品质QTLs的影响
  • 第六章 结论
  • 6.1 作图亲本的多态性
  • 6.2 陆地棉遗传连锁图谱构建
  • 6.3 遗传图谱上的标记分布
  • 6.4 产量和纤维品质QTL的分析
  • 6.5 QTL的成簇分布现象
  • 参考文献
  • 致谢
  • 发表论文和参加科研情况
  • 相关论文文献

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