棉属野生种G.klotzschianum基因组的渐渗及优质纤维基因的挖掘与定位

棉属野生种G.klotzschianum基因组的渐渗及优质纤维基因的挖掘与定位

论文摘要

棉花是世界性的重要经济作物。棉纤维是一种优良的天然纤维,是重要的纺织工业原料。由于纺织工业加工速度的不断加快和人民生活水平的提高,对棉纤维品质提出了越来越高的要求,要求较强、较细和纤维整齐的棉花新品种。品种资源的范围狭窄,缺乏综合性状优良的理想品种以及育种手段落后是造成棉花品质育种徘徊不前的主要原因。目前棉花的优质纤维基因主要来自美国的Acala系统和PD系统,经由远缘杂交渐渗而来,而且由于连锁累赘的影响及缺乏有效的选择手段,在引入优质基因的同时,也带来了许多不良农艺性状,给这些新种质的利用带来了困难,致使棉花品质育种虽经过几十年的努力,产量与品质的负相关依然存在。因此采用有效的方法、技术挖掘新的优质纤维基因资源具有重要的现实意义。棉属有51个种,除4个栽培种外,尚有47个野生种,它们具有抗病、抗虫和纤维高品质潜力等基因。近二三十年来,在学科发展、资料累积的基础上,拓宽了思路,采纳了新的试验技术,使棉属种间杂交工作获得了巨大进展。远缘杂交是人工合成新品种与新种质的重要手段。利用远缘杂交将野生棉、海岛棉等棉种有益性状转育到陆地棉栽培品种中,使不同棉种的优异性状进行组合,创造出近缘杂交所无法得到的优异特性,是丰富棉花种质基础、选育突破性品种的有效途径。在分子生物学技术飞速发展的今天,利用分子标记技术对棉属野生种优质纤维基因进行分子标记定位已经是必然的趋势,但是到目前为止,有关这方面的研究报道不多,因此非常有必要开展这方面的研究。本研究中,利用野生种克劳茨基棉G.klotzschianum和陆地棉86-1以及它们所配制的回交二代初级群体BC1F2,用覆盖棉花基因组的500对SSR引物检测了野生种基因组的渐渗情况,采用单标记分析及复合区间作图(Composite Interval Mapping,CIM)方法对纤维品质性状行进QTL检测和定位,得到结果如下:1、共有16条染色体组中有来自于野生棉G.klotzschianum渐渗的片断,一共为21个片断。渐渗片段共794.20cM,约占整个棉花基因组的15.9%。2、利用Mapmaker3.0,对表型性状和SSR标记的数据进行分析,将两个表型性状(黄花瓣和开放花蕾)定位到了棉花13号染色体上。两个表型性状与5个SSR标记构建了一个连锁群,长度为69.6cM。分别是黄花(Y1)、开放花蕾(ob2)、BNL1421、NAU1023、NAU1201、NAU1141和BNL2652。卡方测验显示黄花受一对显性基因控制的,开放花蕾受一对隐性基因控制,它们都是来自于野生棉G.klotzschianum。3、利用SAS软件对多态性标记与纤维品质性状进行单标记相关分析,以检测各标记与纤维品质性状的相关性和相关程度。共检测到15个与纤维品质性状显著相关的标记,与纤维长度相关的有4个,分别位于第7、13和26染色体;与比强度相关的有7个,分别位于第13、15和18染色体;与马克隆值相关的有4个,分别位于第7、13和15染色体,利用QTL cartographer 2.0进行复合区间作图,在13号染色体上共检测到了二个与纤维长度和纤维比强度有关的QTL,其贡献值分别为30.76%和23.64%。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 缩略词表
  • 1 引言
  • 1.1 棉花远缘杂交研究进展
  • 1.1.1 棉花远缘杂交
  • 1.1.2 远缘杂交育种的障碍
  • 1.2 利用分子标记挖掘野生种优良性状
  • 1.2.1 分子标记
  • 1.2.2 利用分子标记挖掘野生种优良性状的研究进展
  • 2 材料与方法
  • 2.1 试验地点
  • 2.2 供试材料
  • 2.3 实验方法
  • 2.3.1 DNA 提取方法
  • 2.3.2 棉花 SSR 方法
  • 2.3.3 数据处理方法
  • 3 结果与分析
  • 3.1 群体构建
  • 3.2 性状调查与纤维品质检测
  • 1F2表型性状'>3.2.1 BC1F2表型性状
  • 1F3群体纤维品质表现'>3.2.2 BC1F3群体纤维品质表现
  • 3.3 G.KLOTZSCHIANUM 基因组的渐渗
  • 3.4 多态性筛选
  • 3.5 连锁图谱的构建和 QTL 定位
  • 3.5.1 连锁图谱的构建
  • 3.5.2 QTL 定位
  • 4 小结与讨论
  • 4.1 两亲本选择分析
  • 4.2 关于花性状
  • 4.3 QTL 作图方法
  • 4.4 利用分子标记挖掘野生种优异基因的优点
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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