棉花顯性無腺體基因Gl2e的精細(xì)定位.pdf

1、棉花是世界上最重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，它給人類提供了天然纖維。除此之外，它還是重要的油料作物，棉籽中含有極豐富的脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物、纖維素、礦質(zhì)元素等。但是，至今為止，棉籽蛋白都不能得到很好的應(yīng)用，主要的原因是目前種植的棉花品種中都含有大量的色素腺體，而這些化合物對人以及其他的單胃動(dòng)物有毒害。腺體中的棉酚等一些萜類化合物阻礙了棉籽的有效利用，但是貯藏在棉花植株中的棉酚卻能使棉花自身具有抗病蟲害的功效。為了能更有效地發(fā)揮棉籽的重要作用，

2、低酚棉育種工作已經(jīng)成為了世界各國的研究重點(diǎn)。因此，為了能更有效地發(fā)揮棉酚的功效，得到植株有腺體而種子無腺體的理想材料成為了目前育種工作的重中之重。然而，現(xiàn)在所擁有的低酚棉品種大都是由隱性無腺體基因所控制的，由于陸地棉容易發(fā)生天然異交現(xiàn)象，使得在無腺體的材料里面容易產(chǎn)生有腺體的植株，所以一直不能得到很好的推廣。
　　 由顯性無腺體基因Gle2控制的低酚材料的出現(xiàn)，無疑給低酚棉育種提供了一個(gè)很重要的基因資源。遺傳學(xué)研究證明，Gl2基

3、因被定位于棉花的第12染色體上，作為它的復(fù)等位基因的Gle2也位于第12號(hào)染色體上。但到目前為止，還沒有任何關(guān)于該基因被分離和克隆的報(bào)道，因此，對該基因的精細(xì)定位以及克隆都具有非常重要的意義。
　　 本研究是在前人的基礎(chǔ)上，利用SSR分子標(biāo)記技術(shù)并結(jié)合棉花基因組測序工作的開展，對目標(biāo)基因進(jìn)行了更精細(xì)的定位。本實(shí)驗(yàn)采用“中棉所12號(hào)(中12)”及其近等基因系材料“中棉所12號(hào)顯性無腺體(中12顯無)”為親本構(gòu)建了包含2302個(gè)單株

4、的F2群體，對棉花無腺體基因Gle2進(jìn)行了精細(xì)定位，為之后能更好的分離和克隆棉花顯性無腺體基因以及相關(guān)基因奠定了基礎(chǔ)。本研究主要取得的結(jié)果如下：
　　 通過對F2群體材料不同時(shí)期不同部位的調(diào)查，結(jié)果顯示：表現(xiàn)與中12有腺體性狀一致的有600株，表現(xiàn)為“中12顯無”性狀的有592株，而與F1性狀一致的為1110株，經(jīng)卡方檢驗(yàn)結(jié)果符合1:2:1的遺傳分離比(x2=0.708

5、性狀是由一對不完全顯性基因所控制。
　　 根據(jù)先前已經(jīng)發(fā)表的與棉酚顯性無腺體基因緊密連鎖的SSR標(biāo)記NAU2251以及棉花A組基因組測序數(shù)據(jù)分析結(jié)果，在現(xiàn)有的基因組序列信息中找到了NAU2251所在的序列大片段。通過分子標(biāo)記與腺體性狀的聯(lián)合分析，證明該片段是目的基因Gle2所在的序列片段。
　　 首先利用含有200個(gè)單株的遺傳分離群體對Gle2基因進(jìn)行粗定位，在所獲得的大片段的不同位置根據(jù)序列信息分段設(shè)計(jì)SSR引物，進(jìn)行

6、SSR分析，通過分子標(biāo)記基因型分析與材料的表型性狀相結(jié)合，我們將Gle2基因初步鎖定在物理距離大概為340Kb的范圍內(nèi)。
　　 在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中，挑選F2群體中的所有無腺體材料共592個(gè)單株作為精細(xì)定位的群體，在鎖定的約340Kb的范圍內(nèi)繼續(xù)設(shè)計(jì)SSR引物，進(jìn)行SSR分子標(biāo)記基因型分析，根據(jù)重組單株個(gè)數(shù)的減少和重組率的降低將Gle2基因進(jìn)一步的縮小在物理距離大約為7.5Kb的范圍內(nèi)，我們結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室所擁有的棉花A基因組序列信息，