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陆地棉优异纤维品质及产量性状的QTL挖掘

作　者: 王义青
导　师: 袁有禄
学　校: 中国农业科学院
专　业: 作物遗传育种
关键词: 陆地棉产量纤维品质 SSR QTL
分类号: S562
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

为进一步挖掘来自美国新墨西哥州立大学的陆地棉高品质品系NM03102的优异纤维品质性状的基因,利用国内大面积推广种植的陆地棉1138(鲁棉研21)作为母本、NM03102为父本组建了F2和F2:3分离群体。利用F2分离群体以SSR标记构建连锁图谱,采用复合区间作图法(CIM)对纤维品质性状及产量相关性状进行QTL定位研究,从分子水平上初步揭示各个性状之间的遗传关系,利用与棉花纤维品质及产量性状QTLs紧密连锁的分子标记进行辅助选择。纤维品质和产量性状分析表明,两亲本在铃重、衣分、纤维长度、强度和马克隆值等性状上均达到了显著或极显著差异水平,在F2和F2:3群体所有这些性状呈正态分布,表现双向超亲分离现象,符合受微效多基因控制的数量性状的特征。性状间的相关分析结果表明,纤维长度与强度、伸长率、整齐度呈极显著正相关,但与强度的相关系数最高,与马克隆值不相关。纤维强度与整齐度、伸长率呈极显著正相关,但与马克隆值呈极显著负相关;马克隆值与整齐度、伸长率呈极显著正相关。铃重与衣分呈显著或极显著的负相关,与纤维长度、整齐度、马克隆值和伸长率呈极显著的正相关。衣分与纤维长度、整齐度、马克隆值、伸长率和纤维强度呈显著或极显著的负相关,表明高衣分材料,其纤维品质可能较差。本实验中的QTL成簇分布为以上相关关系提供了遗传解释。本研究利用不同来源的7892对SSR引物对亲本进行筛选,获得225对多态性引物。利用多态性引物检测(1138×NM03102)F2群体195个单株的标记基因型,共获得242个标记位点。利用Joinmap 3.0构建遗传连锁图谱,182个标记构建了37个连锁群,共覆盖1661.6cM,相当于棉花基因组的37.34%,平均每个连锁群覆盖44.91cM,每个连锁群包含的标记位点数从2到18个不等,平均每个连锁群包含4.9个标记位点,标记间平均相距9.1cM。通过与前人的连锁图谱比对,已将其中的35条连锁群定位到20条染色体上。采用WinQTLCartographer2.5的复合区间作图法(CIM),对1138×NM03102的F2和F2:3群体的纤维品质和产量性状进行分析,共检测到20个纤维品质性状QTLs,其中纤维长度4个、纤维比强度4个、马克隆值5个、伸长率3个和整齐度4个,解释表型变异率范围为5.10%-28.49%;检测到27个产量性状QTLs,包括单株籽棉产量3个、单株皮棉产量4个、铃重1个、子指6个、衣分6个、株高4个和果枝数3个,解释表型变异率范围为5.93%-44.29%。在20个纤维品质性状QTLs中增效基因来自高值亲本的10个,其中两世代表现稳定的有1个纤维强度QTL和1个马克隆值QTL,有1个纤维强度QTL和1个整齐度QTL与已有的报道一致;在27个产量性状QTLs中增效基因来自高值亲本的14个,其中两世代表现稳定的有1个果枝数QTL,有1个子指QTL和1个衣分QTL与已有的报道一致;特别是1个强度的QTL在不同世代及遗传背景中均检测到,这些稳定的QTL为分子标记辅助选择奠定了基础。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-14
第一章文章综述  14-28
  1.1 我国棉纤维品质现状  14
  1.2 分子标记的类型及特点  14-17
    1.2.1 限制性片段长度多态性  15
    1.2.2 随机扩增多态性 DNA  15-16
    1.2.3 简单重复序列  16
    1.2.4 扩增片段长度多态性  16-17
    1.2.5 核苷酸多态性  17
  1.3 数量性状基因（QTL）作图方法  17-20
    1.3.1 单标记分析法  18
    1.3.2 区间作图法  18-19
    1.3.3 复合区间作图法  19
    1.3.4 混合线性模型QTL 定位法  19
    1.3.5 关联分析  19-20
  1.4 数量性状基因（QTL）作图群体  20-22
    1.4.1 暂时性群体  20
    1.4.2 永久群体  20-21
    1.4.3 自然群体  21
    1.4.4 群体大小的确定  21-22
  1.5 棉花数量性状基因座（QTL）定位研究进展  22-26
    1.5.1 纤维品质性状QTL 定位研究进展  22-24
    1.5.2 棉花产量性状QTL 定位研究进展  24-25
    1.5.3 棉花抗病性研究  25
    1.5.4 棉花其它性状分子标记研究进展  25-26
  1.6 分子标记辅助选择育种的展望  26-28
第二章实验报告  28-61
  2.1 材料与方法  29-34
    2.1.1 材料  29
    2.1.2 田间试验及纤维品质检测  29
    2.1.3 基因组DNA 的提取  29-31
    2.1.4 SSR 标记分析  31-34
    2.1.5 数据分析  34
    2.1.6 染色体定位  34
    2.1.7 QTL 效应确定及命名方法  34
  2.2 结果与分析  34-61
    2.2.1 亲本材料表现  34-35
    2.2.2 群体纤维品质性状和产量性状的表现  35-43
    2.2.3 F_2与F_(2:3)世代的相关性分析  43-44
    2.2.4 连锁图谱的构建及染色体定位  44-53
    2.2.5 QTL 定位分析  53-61
第三章讨论  61-67
  3.1 关于亲本的选择及群体类型的选择  61
  3.2 标记的偏分离  61-62
  3.3 增效基因的来源  62
  3.4 QTL 的成簇分布  62-63
  3.5 QTLS 的稳定性  63-65
    3.5.1 与前人的纤维品质QTLS 定位结果比较  63-64
    3.5.2 与前人的产量性状QTLS 定位结果比较  64-65
  3.6 分子标记辅助选择应用探讨  65-67
第四章全文结论  67-69
  4.1 亲本间的多态性  67
  4.2 连锁遗传图谱的构建  67
  4.3 QTL 的效应及来源  67
  4.4 QTL 的成簇分布  67-68
  4.5 QTL 的稳定性  68-69
参考文献  69-78
致谢  78-79
作者简介  79

陆地棉优异纤维品质及产量性状的QTL挖掘

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