陸地棉種內高密度遺傳圖譜構建及重要農藝性狀QTL定位.pdf

1、陸地棉（Gossypium hirsutum L.）是全球最重要的經濟作物及天然纖維來源之一，也是重要的油料及飼用作物，在國民經濟及人民生活中占有舉足輕重的地位。隨著工業(yè)經濟增長以及國家規(guī)劃建設，農業(yè)可用耕地面積不斷減少，糧棉爭地矛盾日益突出，植棉面積逐年縮減，導致我國棉花生產面臨十分嚴峻的局面。早熟棉是陸地棉一種重要類型，以其生育期短、成熟早而進入育種家視野，適于實現(xiàn)麥棉、油棉一年兩熟種植，并且被認為是解決當前植棉困局的有效突破口。本

2、研究圍繞早熟棉的早熟性及纖維品質性狀進行遺傳圖譜構建及QTL定位工作，主要得到了以下幾項研究結果:
　　1、以早熟棉中36為母本，以海島棉漸滲系G2005為父本，構建陸地棉種內重組自交系群體，并采用RAD-seq技術對親本及群體進行100-bp雙末端測序;親本中36和G2005分別得到14，109，670和18，558，010條Reads，測序深度分別為6.43×和10.57×，Q30值分別達到89.75％和90.95％;重組自交

3、系群體平均每個株系得到7，293，849條Reads，測序深度約4.59×，Q30值為86.38％;通過與陸地棉參考基因組比對，共得到369，223個SNP，其中親本間具有多態(tài)性的SNP有78，127個，多態(tài)性比例達到21.16％。
　　2、篩選親本間簡單SNP，結合多態(tài)性SSR標記，構建了一張包含6，434個位點的高密度遺傳圖譜，圖譜中包含6，295個SNP位點和139個SSR位點;總遺傳圖距為4，071.98 cM，標記間平均

4、距離僅為0.63 cM，是目前陸地棉種內標記密度最大的圖譜之一，也是早熟棉材料第一張以SNP標記為主的遺傳圖譜;通過標記共線性分析、熱圖分析及圖譜間共有SSR標記分析，證明圖譜具有較高的質量。
　　3、對全生育期、開花期、花鈴期、第一果枝節(jié)位、株高及第一果枝節(jié)位高度等六個早熟相關性狀進行六環(huán)境田間調查，依據(jù)所構建的高密度遺傳圖譜進行QTL定位，共檢測到247個早熟性相關的QTL位點，包括39個開花期位點、47個全生育期位點、40個

5、花鈴期位點、33個株高位點、43個第一果枝節(jié)位位點和45個第一果枝節(jié)位高度位點;其中有52個可重復檢測的穩(wěn)定位點及52個主效位點;重復性最好的位點qFT-D3-3可在6個環(huán)境中檢測到，且最高可解釋29.37％的表型變異;本研究是目前棉花早熟性QTL定位研究中獲得位點數(shù)量最多、準確度最高的研究之一，可為后續(xù)棉花早熟性的研究提供更多可靠參考。通過對纖維品質進行五年度田間調查及QTL定位，共得到186個相關位點，包括28個伸長率位點、39個纖

6、維長度位點、36個比強度位點、50個整齊度位點和33個馬克隆值位點，其中有32個位點可在多環(huán)境中檢測到，37個位點對表型變異的解釋率可達到10％以上，此外還得到了33個一致區(qū)域及19個上位性QTL，為優(yōu)質棉新品種的分子標記輔助育種提供更多有益資源。
　　4、通過分析早熟性QTL置信區(qū)間在染色體上的分布，共得到55個QTL一致區(qū)域，其中D3染色體上95.61-96.91 cM區(qū)段與六個早熟性狀均相關;通過群體內12個重組體對這一區(qū)段

7、進行精細定位，將該區(qū)段的核心位置定位于Marker25958和Marker25963兩標記之間，約2.0Mb堿基長度;區(qū)域內注釋有68個基因，其中已知與開花相關的基因只有GhEMF2，該基因具有抑制開花、推遲早熟的作用;通過熒光定量試驗發(fā)現(xiàn)，該基因在早熟、中熟和晚熟材料3至6葉期頂芽中的表達量隨著發(fā)育時間而逐漸降低，且在晚熟棉渤棉1號中的表達量最高，在早熟棉中棉所74中的表達量最低，在中熟棉陜70中的表達量介于二者之間，說明GhEMF2

8、很可能是棉花抑制開花、調控早熟性的關鍵基因。
　　5、通過標記篩選，得到一個可以輔助鑒定陸地棉早熟性的SSR標記D031348，該標記可以有效區(qū)分重組自交系群體的早熟與晚熟株系;通過三個早熟棉與三個晚熟棉基因型分析，該標記可以清晰地鑒定已知熟性材料的基因型;通過鑒定88份早熟棉群體的基因型發(fā)現(xiàn)，該標記的早熟基因型在早熟棉群體中的比例非常高，達到80％;通過檢驗120份包括早熟、中熟、晚熟材料的陸地棉自然群體基因型，該標記可以將陸地