陆地棉棉籽蛋白质含量、油份含量近红外分析模型的建立及其QTL的筛选、定位

论文摘要

棉籽是棉花生产中的副产品,种仁约占棉籽重的60%左右,蛋白质和油份是其贮藏的主要营养物质。是我国油业中食用调和油的重要组成部分,在植物食用油中占有重要地位。但长期以来棉籽品质改良一直未引起育种者的重视,几十年的棉花育种对棉籽品质性状来说只是一个自然选择过程。开展棉副产品的综合利用研究,培育棉油（棉饲）兼用型的品种,使棉花生产由单纯的纤维生产向综合利用发展,是提高棉花综合利用价值的重要途径。棉籽营养品质性状是由多基因控制的数量性状,而传统的育种方法是通过个体表型进行选择,这在一定程度上受到了限制。而且棉花纤维产量、品质与营养品质之间关系复杂,育种者既要注意提高产量、改进纤维品质,又要兼顾棉籽蛋白质和油份的含量,育种的难度较大。本文针对这些问题展开了一系列研究,为棉花种子营养品质性状的改良打下了基础。1.陆地棉棉籽营养品质性状与主要产量性状、纤维品质性状的相关分析选用101份国内外种质资源,测定了棉仁蛋白质、油份含量,调查了衣分、铃重、纤维品质等性状。应用SPSS11.0和Microsoft Excel2003软件对其棉籽营养品质性状与主要产量性状以及纤维品质进行了相关性分析。研究表明蛋白质和油份含量在陆地棉资源中存在较大的遗传变异,但蛋白质和油份总量变异较小,且两者呈高度负相关,因此对油份与蛋白质含量进行同步改良的难度较大。油份含量与整齐度呈高度显著负相关,与纤维长度、比强度显著负相关,与马克隆值、伸长率呈较弱的负相关；蛋白含量与纤维长度、整齐度存在极显著正相关,与马克隆值、伸长率、比强度呈现较弱的正相关。2.近红外反射光谱（NIRS）测量棉籽中油份和蛋白质含量数学模型的建立采用索氏抽提法测量了112份常规棉花品种种仁的油份含量,选择其中87份代表性样品建立数学模型,用剩下的25份验证该模型,其NIRS的预测值与化学值之间的相关系数R=0.9656,预测标准差（SEP）为3.55%。用凯氏定氮法测量了103份棉籽种仁的蛋白质含量,选择其中的80份建立数学模型,用剩下的23份验证该模型,其NIRS的预测值与化学值之间的相关系数R=0.9727,预测标准差（SEP）为3.56%。结果表明,本研究所构建的数学模型可以用来快速准确的测量棉籽的蛋白质和油份含量。3.陆地棉棉籽油份与蛋白质含量QTL的定位用高油份低蛋白含量品种DPLSP3.低油份高蛋白含量品种盐城115和高油份低蛋白含量品种Humupedixi14wstr5、低油份高蛋白含量品种盐城90-110两对亲本分别构建F2、F3分离群体。其中以DPLSP3、（?）城115为亲本的群体命名为PopA;以Humupedixi14wstr5、盐城90-110为亲本的群体命名为PopB。用覆盖棉花基因组的1221对SSR引物分析了两群体的多态性,结果两个群体分别筛选出52和49个多态性位点。其中PopA中27个多态性位点产生9个连锁群,与8个染色体建立了联系,图谱共覆盖364.2cM的遗传距离,覆盖棉花基因组7.2%,相邻标记间的平均距离为12.7cM; PopB中18个多态性位点产生8个连锁群,均与染色体建立了联系,图谱全长192.8cM,覆盖棉花基因组3.8%,相邻标记间的平均距离为10.7cM。用复合区间作图法对所有性状进行QTL分析,两群体中共检测到4个与棉籽营养品质性状相关的主效QTL,其中包括两个与油份含量有关的QTL,两个与蛋白质含量有关的QTL。它们分别是：qOC-13-1（Pop A）、qPC-19-1（Pop A）、qOC-19-1（Pop B）、 qPC-19-1（Pop B）,其中qOC-13-1（Pop A）位于DC20120和NAU2893标记区间,能同时在F2和F3中检测到,分别解释9.21%和12.01%的表型变异,显示了较好的稳定性。单标记分析检测到另外4个QTL,它们分别是：7号染色体上的蛋白质含量QTL（PopA）12号染色体上的油分含量QTL（PopB）、12号染色体上的蛋白质含量QTL（popB）和15号染色体上的蛋白质含量（PopB）。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 本文所用的主要缩略词
• 第一部分 文献综述
• 1 近红外光谱分析
• 1.1 近红外光谱分析技术的原理
• 1.2 近红外光谱分析的特点
• 1.3 近红外光谱中模型的建立和检验
• 1.4 近红外光谱分析技术的发展与应用
• 2 植物QTL定位的研究方法
• 2.1 主要分子标记类型及特点
• 2.2 数量性状基因（QTL）定位研究
• 3 棉籽营养品质性状研究进展
• 3.1 棉籽营养品质性状
• 3.2 棉籽营养品质性状的相关性及其与其他性状的相关性研究
• 3.3 棉籽营养品质性状的遗传分析
• 3.4 棉花品质性状的QTL定位
• 4 本课题的研究目的与意义
• 第二部分 研究报告
• 第一章 陆地棉棉籽营养品质性状与主要产量性状、纤维品质性状的相关分析
• 1.1 材料与方法
• 1.2 结果与分析
• 1.3 讨论
• 第二章 近红外反射光谱（NIRS）测量棉籽中油份和蛋白质含量的研究
• 2.1 材料和方法
• 2.2 结果与分析
• 2.3 讨论
• 第三章 棉籽油份与蛋白质含量QTL的筛选、定位
• 3.1 材料与方法
• 3.2 结果与分析
• 3.3 讨论
• 全文结论
• 创新之处
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表论文与申请专利
• 参考文献
• 致谢