采用基因芯片篩選棉花產(chǎn)量性狀相關(guān)基因.pdf

1、棉花作為一種重要的經(jīng)濟(jì)作物,在我國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中占有重要地位。由于我國人多地少,糧棉爭地的矛盾十分突出,因此,培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)棉花品種一直是棉花育種家長期追求的目標(biāo)。
　　 陸地棉以其產(chǎn)量高、適應(yīng)性廣的特點被廣泛種植,海島棉則以得天獨厚的優(yōu)良纖維品質(zhì)著稱于世,如何將陸地棉的高產(chǎn)與海島棉的優(yōu)質(zhì)特點結(jié)合起來,從而培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的棉花新品種一直是育種家追求的目標(biāo),同時,也希望能夠通過海陸雜交群體來研究得到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的基因。本實驗希望

2、通過從海陸雜交群體中選擇品質(zhì)優(yōu)良的基因型,利用其10DPA(day past anthesis)的纖維cDNA與Affymetrix公司的棉花基因組芯片進(jìn)行雜交,得到不同基因型的基因芯片數(shù)據(jù)。通過對基因芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和實驗驗證,得到與棉花產(chǎn)量性狀相關(guān)的基因。主要研究結(jié)果如下:
　　 1、本實驗室以陸地棉SG747為母本,海島棉Giza75為父本,培育選擇19個材料(含兩個親本),利用其開花后10天的纖維cDNA與Affymet

3、rix公司的棉花基因組芯片進(jìn)行雜交。根據(jù)2006、2007、2008三年17個回交自交系的產(chǎn)量相關(guān)性狀(皮棉重量、鈴重和衣分等)數(shù)據(jù),用SAS軟件進(jìn)行ANOVO顯著性分析,從17個系中選擇皮棉、鈴重、衣分等產(chǎn)量性狀分別具有顯著差異的幾個材料。
　　 2、將各性狀中高低兩組材料所對應(yīng)的基因芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行比對,根據(jù)ratio>2.0或ratio<0.5的標(biāo)準(zhǔn),得到關(guān)于皮棉性狀的差異表達(dá)基因1508個,鈴重性狀的差異表達(dá)基因296個,衣

4、分差異表達(dá)基因351個。其中僅在皮棉與鈴重兩個性狀中共有的基因有185個,僅在皮棉與衣分兩個性狀中共有的基因有96個,僅在鈴重與衣分兩個性狀中共有的基因有7個,三個性狀共有的基因有51個。
　　 3、用Blast2GO軟件對三個性狀的差異表達(dá)基因進(jìn)行生物信息學(xué)分析,得到基因在生物學(xué)過程(biological process),細(xì)胞組分(cellular component),分子功能(molecular function)這三個

5、方面的聚類結(jié)果。聚類結(jié)果顯示,與細(xì)胞質(zhì)膜發(fā)育相關(guān)的細(xì)胞組分、與過氧化物酶活性相關(guān)的分子功能、與抗逆相關(guān)和營養(yǎng)物質(zhì)運輸相關(guān)的生物學(xué)過程中所含的基因最多。
　　 4、從皮棉、鈴重、衣分三個性狀差異表達(dá)基因中選擇差異表達(dá)倍數(shù)大的基因各50個,共150個,選擇的過程中避免了同一基因在不同性狀間的重復(fù)選擇。先進(jìn)行RT-PCR分析,然后選擇基因進(jìn)行qRT-PCR分析。
　　 5、通過RT-PCR分析,篩選到皮棉性狀中在高產(chǎn)和低產(chǎn)材料