陸地棉棉籽蛋白質(zhì)含量、油份含量近紅外分析模型的建立及其QTL的篩選、定位.pdf

1、棉籽是棉花生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，種仁約占棉籽重的60％左右，蛋白質(zhì)和油份是其貯藏的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。是我國(guó)油業(yè)中食用調(diào)和油的重要組成部分，在植物食用油中占有重要地位。但長(zhǎng)期以來(lái)棉籽品質(zhì)改良一直未引起育種者的重視，幾十年的棉花育種對(duì)棉籽品質(zhì)性狀來(lái)說(shuō)只是一個(gè)自然選擇過(guò)程。開(kāi)展棉副產(chǎn)品的綜合利用研究，培育棉油（棉飼）兼用型的品種，使棉花生產(chǎn)由單純的纖維生產(chǎn)向綜合利用發(fā)展，是提高棉花綜合利用價(jià)值的重要途徑。
　　 棉籽營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀是由多基因控制的

2、數(shù)量性狀，而傳統(tǒng)的育種方法是通過(guò)個(gè)體表型進(jìn)行選擇，這在一定程度上受到了限制。而且棉花纖維產(chǎn)量、品質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)之間關(guān)系復(fù)雜，育種者既要注意提高產(chǎn)量、改進(jìn)纖維品質(zhì)，又要兼顧棉籽蛋白質(zhì)和油份的含量，育種的難度較大。本文針對(duì)這些問(wèn)題展開(kāi)了一系列研究，為棉花種子營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀的改良打下了基礎(chǔ)。
　　 1.陸地棉棉籽營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀與主要產(chǎn)量性狀、纖維品質(zhì)性狀的相關(guān)分析
　　 選用101份國(guó)內(nèi)外種質(zhì)資源，測(cè)定了棉仁蛋白質(zhì)、油份含量，調(diào)查了

3、衣分、鈴重、纖維品質(zhì)等性狀。應(yīng)用SPSS11.0和Microsoft Excel2003軟件對(duì)其棉籽營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀與主要產(chǎn)量性狀以及纖維品質(zhì)進(jìn)行了相關(guān)性分析。
　　 研究表明蛋白質(zhì)和油份含量在陸地棉資源中存在較大的遺傳變異，但蛋白質(zhì)和油份總量變異較小，且兩者呈高度負(fù)相關(guān)，因此對(duì)油份與蛋白質(zhì)含量進(jìn)行同步改良的難度較大。油份含量與整齊度呈高度顯著負(fù)相關(guān)，與纖維長(zhǎng)度、比強(qiáng)度顯著負(fù)相關(guān)，與馬克隆值、伸長(zhǎng)率呈較弱的負(fù)相關(guān);蛋白含量與纖維長(zhǎng)度

4、、整齊度存在極顯著正相關(guān)，與馬克隆值、伸長(zhǎng)率、比強(qiáng)度呈現(xiàn)較弱的正相關(guān)。
　　 2.近紅外反射光譜(NIRS)測(cè)量棉籽中油份和蛋白質(zhì)含量數(shù)學(xué)模型的建立
　　 采用索氏抽提法測(cè)量了112份常規(guī)棉花品種種仁的油份含量，選擇其中87份代表性樣品建立數(shù)學(xué)模型，用剩下的25份驗(yàn)證該模型，其NIRS的預(yù)測(cè)值與化學(xué)值之間的相關(guān)系數(shù)R=0.9656，預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)差(SEP)為3.55％。用凱氏定氮法測(cè)量了103份棉籽種仁的蛋白質(zhì)含量，選擇其中

5、的80份建立數(shù)學(xué)模型，用剩下的23份驗(yàn)證該模型，其NIRS的預(yù)測(cè)值與化學(xué)值之間的相關(guān)系數(shù)R=0.9727，預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)差(SEP)為3.56％。結(jié)果表明，本研究所構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型可以用來(lái)快速準(zhǔn)確的測(cè)量棉籽的蛋白質(zhì)和油份含量。
　　 3.陸地棉棉籽油份與蛋白質(zhì)含量QTL的定位
　　 用高油份低蛋白含量品種DPLSP3、低油份高蛋白含量品種鹽城115和高油份低蛋白含量品種Humupedixi14wstr5、低油份高蛋白含量品種鹽城

6、90-110兩對(duì)親本分別構(gòu)建F2、 F3分離群體。其中以DPLSP3、鹽城115為親本的群體命名為PopA;以Humupedixi14wstr5、鹽城90-110為親本的群體命名為PopB。用覆蓋棉花基因組的1221對(duì)SSR引物分析了兩群體的多態(tài)性，結(jié)果兩個(gè)群體分別篩選出52和49個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)。其中PopA中27個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)產(chǎn)生9個(gè)連鎖群，與8個(gè)染色體建立了聯(lián)系，圖譜共覆蓋364.2cM的遺傳距離，覆蓋棉花基因組7.2％，相鄰標(biāo)記間的平

7、均距離為12.7cM;PopB中18個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)產(chǎn)生8個(gè)連鎖群，均與染色體建立了聯(lián)系，圖譜全長(zhǎng)192.8cM，覆蓋棉花基因組3.8％，相鄰標(biāo)記間的平均距離為10.7cM。
　　 用復(fù)合區(qū)間作圖法對(duì)所有性狀進(jìn)行QTL分析，兩群體中共檢測(cè)到4個(gè)與棉籽營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀相關(guān)的主效QTL，其中包括兩個(gè)與油份含量有關(guān)的QTL，兩個(gè)與蛋白質(zhì)含量有關(guān)的QTL。它們分別是:qOC-13-1(Pop A)、 qPC-19-1(Pop A)、qOC-19

8、-1(Pop B)、qPC-19-1(PopB)，其中qOC-13-1(Pop A)位于DC20120和NAU2893標(biāo)記區(qū)間，能同時(shí)在F2和F3中檢測(cè)到，分別解釋9.21％和12.01％的表型變異，顯示了較好的穩(wěn)定性。
　　 單標(biāo)記分析檢測(cè)到另外4個(gè)QTL，它們分別是:7號(hào)染色體上的蛋白質(zhì)含量QTL(PopA)、12號(hào)染色體上的油分含量QTL(PopB)、12號(hào)染色體上的蛋白質(zhì)含量QTL(popB)和15號(hào)染色體上的蛋白質(zhì)含量