陸地棉遺傳圖譜構(gòu)建與纖維品質(zhì)性狀QTL定位.pdf

1、陸地棉(Gossypium hirsutum L.)是世界重要纖維作物，構(gòu)建一張永久高密度的遺傳連鎖圖譜對(duì)推動(dòng)棉花遺傳育種工作發(fā)展具有重大意義。DNA標(biāo)記的發(fā)展表明，生物技術(shù)與常規(guī)育種相結(jié)合將為作物性狀改良提供新的途徑。通過(guò)分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)，可以從分子水平上選擇目標(biāo)基因，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)性狀的改良。尋找與目標(biāo)數(shù)量性狀基因座(QTL)緊密連鎖的分子標(biāo)記的基礎(chǔ)是構(gòu)建遺傳圖譜。陸地棉與海島棉種間雜交的遺傳圖譜己趨于飽和，但構(gòu)建的陸地棉種內(nèi)圖譜基

2、因組覆蓋率和標(biāo)記密度卻很低，應(yīng)用于實(shí)際尚有一定困難。基于此，本研究采用2個(gè)多態(tài)性高的陸地棉親本(渝棉1號(hào)、T586)，建立了包括270個(gè)株系的F2：7重組近交系群體，應(yīng)用SSR、SRAP、IT-ISJ(Intron Targeted Intron-exon Splice Junction)。標(biāo)記及形態(tài)學(xué)標(biāo)記構(gòu)建遺傳圖譜，并對(duì)纖維品質(zhì)性狀QTL進(jìn)行定位，為陸地棉遺傳圖譜比較和纖維品質(zhì)標(biāo)記輔助選擇提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下： 1

3、.親本及F2：7群體的纖維品質(zhì)性狀表現(xiàn) 2004年重慶、2005年重慶、2005年海南、2006年重慶、2007年重慶五個(gè)環(huán)境下，在不同環(huán)境下兩親本的差異均較大。除纖維伸長(zhǎng)率外，渝棉1號(hào)各性狀指標(biāo)均明顯高于T586。除2007年重慶的纖維伸長(zhǎng)率存在超低親表現(xiàn)之外，其他性狀在不同環(huán)境下均沒(méi)有發(fā)現(xiàn)超親表現(xiàn)趨勢(shì)，各性狀分布介于雙親之間。五個(gè)環(huán)境下纖維品質(zhì)性狀均呈連續(xù)分布，表現(xiàn)多基因控制遺傳特點(diǎn)。五個(gè)環(huán)境纖維品質(zhì)性狀的基因型方差與環(huán)境方

4、差均達(dá)極顯著差異，表明纖維品質(zhì)性狀除受基因型控制外，同時(shí)還受環(huán)境的影響。 2.多態(tài)性引物分析 利用2917對(duì)棉花SSR引物、384對(duì)SRAP引物及740對(duì)IT-ISJ引物，共計(jì)4041對(duì)引物對(duì)渝棉1號(hào)和T586進(jìn)行多態(tài)性篩選。其中236對(duì)引物在兩親本間具有多態(tài)性，多態(tài)性引物比例占5.84％，包括160對(duì)SSR引物，27對(duì)SRAP引物和49對(duì)IT-ISJ引物。SSR引物平均多態(tài)性為5.49％，SRAP引物平均多態(tài)性為7.0

5、3％，IT-ISJ引物平均多態(tài)性為6.62％。不同引物類(lèi)型間的多態(tài)性比例相差較大。 3.重組近交系群體標(biāo)記基因型檢測(cè) 利用篩選兩親本獲得的236對(duì)多態(tài)性引物，對(duì)F2：7重組近交系群體270個(gè)株系進(jìn)行基因型檢測(cè)，共獲得253個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)。SSR引物獲得位點(diǎn)165個(gè)，SRAP引物獲得位點(diǎn)29個(gè)，IT-ISJ引物獲得位點(diǎn)59個(gè)。加上實(shí)驗(yàn)室以前獲得的365個(gè)位點(diǎn)，合計(jì)位點(diǎn)數(shù)目618個(gè)。618個(gè)位點(diǎn)中有197個(gè)偏離1：1的孟德?tīng)柗蛛x

6、比例，占標(biāo)記位點(diǎn)的31.88％。多數(shù)偏分離位點(diǎn)表現(xiàn)較輕微的偏離孟德?tīng)柗蛛x比例(χ2＜10)，只有46個(gè)標(biāo)記表現(xiàn)出嚴(yán)重的偏離孟德?tīng)柗蛛x比例(χ2＞10)，占標(biāo)記位點(diǎn)的7.44％。其中形態(tài)標(biāo)記1個(gè)，占形態(tài)標(biāo)記的12.50％。SSR標(biāo)記35個(gè)，占SSR標(biāo)記的6.70％。SRAP標(biāo)記3個(gè)，占SRAP標(biāo)記的10.34％，IT-ISJ標(biāo)記7個(gè)，占IT-ISJ標(biāo)記的11.86％。 4.陸地棉遺傳連鎖圖譜 對(duì)618個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)進(jìn)行遺傳連鎖

7、分析，構(gòu)建的遺傳連鎖圖包括604個(gè)位點(diǎn)(509個(gè)SSR標(biāo)記、29個(gè)SRAP標(biāo)記、58個(gè)IT-ISJ標(biāo)記和8個(gè)形態(tài)標(biāo)記)和57個(gè)連鎖群。該遺傳連鎖圖譜長(zhǎng)3106.9cM，覆蓋了除第4染色體外棉花基因組的所有26條染色體，約占棉花基因組的69.87％，標(biāo)記間的平均距離為5.15cM。該圖譜是目前國(guó)內(nèi)外標(biāo)記數(shù)目最多、基因組覆蓋最廣的陸地棉種內(nèi)遺傳連鎖圖譜。 5.纖維品質(zhì)性狀QTL定位 利用構(gòu)建的遺傳連鎖圖譜，以及2004年重慶

8、、2005年重慶、2005年海南、2006年重慶、2007年重慶五個(gè)環(huán)境纖維品質(zhì)性狀檢測(cè)結(jié)果，采用OTL定位軟件MapQTL5.0，選擇區(qū)間作圖法，以LOD=2.0，對(duì)纖維品質(zhì)性狀進(jìn)行全基因組QTL掃描，檢測(cè)到35個(gè)纖維品質(zhì)性狀(QTL，包括7個(gè)長(zhǎng)度QTL，7個(gè)整齊度QTL，7個(gè)馬克隆值QTL，4個(gè)伸長(zhǎng)率QTL和10個(gè)比強(qiáng)度QTL。每個(gè)QTL解釋的變異范圍在4.1％～41.5％。35個(gè)QTL中，22個(gè)分布于A染色體組，13個(gè)分布于D染色