棉花優(yōu)異纖維重組自交系纖維品質(zhì)性狀的QTL定位.pdf

1、纖維品質(zhì)是棉花育種改良的重要目標性狀，由于纖維品質(zhì)很容易受到環(huán)境的影響，從而使育種選擇變得非常復雜。分子標記是DNA水平上與性狀關聯(lián)的標記，直接反映了DNA水平上的差異，利用分子標記輔助選擇避免了常規(guī)育種依賴表型選擇的盲目性，提高育種選擇的效率，因此分子標記輔助選擇在品種選育過程中具有重要作用。作物重要農(nóng)藝性狀的QTL定位，是作物遺傳育種研究的熱點之一。在水稻、番茄、玉米等作物上定位了很多重要的性狀。隨著分子標記技術的發(fā)展與完善，棉花遺

2、傳圖譜的構建以及棉花重要農(nóng)藝性狀的QTL定位研究已經(jīng)取得了很大進展，其中纖維品質(zhì)QTL定位是研究的熱點之一。本研究以優(yōu)異纖維種質(zhì)魯原343為父本，高產(chǎn)種質(zhì)魯棉研22為母本構建重組自交系群體，分析優(yōu)異纖維種質(zhì)系的品質(zhì)性狀的遺傳特性，利用簡化基因組測序構建高密度遺傳圖譜，對纖維品質(zhì)以及產(chǎn)量性狀進行QTL定位，獲得與纖維品質(zhì)和產(chǎn)量性狀緊密連鎖的 QTL，為進一步精細定位和圖位克隆相關功能基因奠定基礎。主要研究結果如下：
　　1.在優(yōu)異纖

3、維種質(zhì)系構建的群體中，纖維長度、強力、細度的遺傳效應較高，均在30％以上。其中纖維長度的遺傳效應最高（52.04%），纖維長度主要受遺傳因素控制，可以通過遺傳選擇進行改良；其次是纖維強力和細度，且環(huán)境對這2個性狀的影響也較大，強力和細度在遺傳選擇過程中要考慮環(huán)境的影響；纖維伸長率的遺傳效應值最低（5.08%），但環(huán)境效應值最高（71.82%），說明伸長率最容易受環(huán)境影響，遺傳選擇改良的效率較低。產(chǎn)量性狀中，衣分的遺傳效應較高（48.48

4、%），且環(huán)境效應值較低（5.04%），衣分性狀利用遺傳改良的效果較好；鈴重的遺傳效應為26.48%，環(huán)境效應為33.04%，鈴重性狀是遺傳和環(huán)境共同作用的結果。纖維品質(zhì)和產(chǎn)量性狀的遺傳效應主要為加性遺傳。
　　2.利用282個重組自交系群體，比較了2個主要產(chǎn)棉區(qū)品質(zhì)性狀的表型變異，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)自長江流域的纖維長度變短，強力變強，纖維變粗。QTL分析結果顯示，一共檢測到27個QTLs,6個穩(wěn)定的QTLs，解釋的表型變異在5.09%–23.

5、17%之間，其中3個為纖維長度（qFL03.1，qFL07.1，和 qFL25.1），1個纖維強力（qFS07.1）和2個纖維細度（qFM07.1和qFM16.1）。另外，qFL16.1在黃河流域的2個試驗點2年的數(shù)據(jù)集中均能檢測到，3個QTLs（qFL19.1，qFS03.1和qFM19.1）在長江流域的溧水試驗點兩年的數(shù)據(jù)集中均能檢測到，這些環(huán)境特異的QTLs可能貢獻了環(huán)境適應性。鑒定了9個QTLs與環(huán)境互作顯著，其中8個在長江流域

6、的溧水試驗點檢測到。此外，檢測到23個鈴重和衣分QTLs，其中4個穩(wěn)定的QTLs。該結果對在不同棉花產(chǎn)區(qū)的標記輔助育種具有一定意義。
　　3.利用簡化基因組測序，共獲得623.61M的reads，Q30測序平均為80.40%，平均GC含量為38.12%。經(jīng)過生物信息學分析，共開發(fā)432,870個SLAF標簽， SLAF標簽親本平均測序深度為37.4x，子代平均測序深度為6.08x。在開發(fā)得到的432,870個SLAF標簽中，多態(tài)性

7、SLAF標簽共有25,280個，多態(tài)性比例達到5.84%。
　　4.篩選出多態(tài)性SLAF標簽3,749個，通過與棉花TM-1參考基因組定位， SLAF標簽被分為26個連鎖群，整合前期鑒定的366個多態(tài)性SSR標記，計算兩兩標簽之間MLOD值，共上圖3,755個，其中3556個SLAF標簽，199個SSR標記，上圖率為94.47%。構建的高密度連鎖圖譜，總圖距3,426.57cM，平均圖距1.50 cM。
　　5.基于構建的高

8、密度遺傳圖譜，利用WinQTLCart2.5對纖維品質(zhì)和產(chǎn)量性狀進行了QTL定位。8個性狀共檢測到104個QTLs，67個QTLs與纖維品質(zhì)相關，37個QTLs與產(chǎn)量性狀相關。鑒定的QTLs中，24個QTLs能在3個及以上的環(huán)境中檢測到，其中15個與纖維品質(zhì)相關，9個與產(chǎn)量相關。纖維品質(zhì)性狀相關的穩(wěn)定QTLs中，分布于A亞組的QTLs多于D亞組；產(chǎn)量性狀相關的穩(wěn)定的QTLs主要分布于D亞組。另外，本研究鑒定了19個QTL簇，分布于12條