愛字棉代表品種Prema的優(yōu)質、黃萎病抗性QTL的標記定位.pdf

1、棉花是世界重要的經(jīng)濟作物之一。隨著紡織工業(yè)的快速發(fā)展，對棉花綜合指標尤其是棉花的纖維強度提出了越來越高的要求;另一方面棉花黃萎病是分布于世界各主要產(chǎn)棉國家的主要病害，嚴重影響了棉花的產(chǎn)量和纖維品質，近年來，棉花黃萎病在我國各大棉區(qū)連續(xù)流行危害，對棉花生產(chǎn)造成了極大的危害;因此培育兼抗多種黃萎病菌系同時具有優(yōu)良纖維品質和較高產(chǎn)量的棉花新品種已經(jīng)成為我國棉花育種的主要目標。
　　 本研究利用一個抗黃萎病、纖維強度高的品種Prema和

2、另一個感黃萎病、纖維強度相對較低的陸地棉推廣品種86-1進行雜交并配制了一個重組自交系群體，利用該群體來對纖維強度和黃萎病抗性QTL進行染色體定位，從而尋找與纖維強度和黃萎病抗性QTL緊密連鎖的分子標記，為棉花纖維強度和黃萎病抗性的遺傳研究提供更多的信息，為棉花優(yōu)質、抗病育種提供依據(jù)。
　　 利用已報道8665對微衛(wèi)星引物對親本進行多態(tài)性篩選，在親本間共篩到有明顯多態(tài)性的引物304對，利用群體的標記數(shù)據(jù)推導出重組自交系群體的基因

3、型，構建了含有279個標記位點陸地棉的分子標記連鎖圖譜，該圖譜涵蓋了棉花全部的26個連鎖群/染色體，該圖譜與本研究室已發(fā)表的四倍體棉花染色體圖譜上的標記的排列順序基本相同，僅個別染色體/連鎖群存在差異。
　　 根據(jù)親本間產(chǎn)量和纖維品質及其組成因子方差分析的結果，利用QTLCartographer2.5軟件對親本間差異明顯的產(chǎn)量、纖維品質性狀以及黃萎病抗性進行分子標記定位研究，結果表明在5個環(huán)境中總共檢測到147個QTL，利用Bi

4、oMercatorV3.0軟件對這些QTL進行Meta分析后，結果表明83個QTL是非冗余的QTL，來源于Prema的等位基因有48個，來源于86-1的等位基因有35個，如下所述:
　　 單株籽棉產(chǎn)量:在5個環(huán)境中總共在10條染色體上檢測到14個非冗余QTL，分別解釋5.66～30.61％的表型變異，其中來源于親本Prema的QTL有8個，來源于親本86-1的有6個，其中1個來源于Prema的QTL能夠在3個環(huán)境中均能夠檢測到。

5、
　　 衣分:在5個環(huán)境中總共檢測到14個QTL，分別分布于8條不同的染色體上，分別解釋5.41％～11.93％的表型變異，其中大多數(shù)QTL位于A亞組上，有2個來源于Prema的QTL呈負向加性效應至少能在3個環(huán)境中被檢測到。
　　 籽指:總共有14個與籽指有關的QTL被檢測到，分別解釋4.94％～15.56％的表型變異，其中有3個QTL能在3個環(huán)境中以及聯(lián)合分析能被檢測到。
　　 鈴重:在5個環(huán)境中總共有12個

6、與鈴重有關的QTL被檢測到，它們分別分布于八條染色體上，能夠解釋5.95％～19.57％的表型變異，有4個QTL至少能在2個環(huán)境中被檢測到，其中有2個QTL與已報道的鈴重QTL非常接近。
　　 纖維伸長率:在5個環(huán)境中總共有7個QTL被檢測到，分別分布于7條不同的染色體上，有4個QTL至少在兩個環(huán)境中被檢測到。
　　 纖維長度:共有11個QTL被檢測到，它們分別分布于9條不同的染色體上，其中1個QTL呈負加性效應能夠在全

7、部環(huán)境以及聯(lián)合分析中均能被檢測到，解釋10.02％～25.34％的表型變異，與已報道的QTL并且非常接近。
　　 纖維強度:共有14個QTL在7個環(huán)境中被檢測到，能夠解釋3.73％～17.55％的表型變異，LOD值在2.61和7.09之間，其中1個來源于Prema且位于D3染色體上的QTL能夠在5個環(huán)境以及聯(lián)合分析中均能被檢測到，分別解釋4.51％～17.55％的表型變異。
　　 黃萎病抗性:利用復合區(qū)間作圖法對位于病圃

8、和溫室的群體的黃萎病抗性QTL進行定位，結果表明共有8個抗性QTL被鑒定出來，它們分別位于D2、D3、D9、D11、A1、A3、A5、A7染色體上，其中1個位于D9染色體上QTL能在四個環(huán)境中均能被檢測到，能夠解釋15.27％～65.53％的表型變異。
　　 QTL與環(huán)境互作的效應估計:在重組自交系中總共有18個與環(huán)境互作的顯著性QTL被檢測到，LOD位于2.30～10.70之間，其中有9個EE-QTL位于D染色體組，9個EE-

9、QTL位于A染色體組;其中有11個EE-QTL同時在復合區(qū)間作圖法中被檢測到。
　　 在位于D3染色體上纖維強度QTL附近進行基因預測和克隆與纖維強度相關的基因:在本研究克隆了一個含有UAS和UBX結構域的基因，基因組和蛋白質序列都顯示親本間存在差異，根據(jù)擬南芥中的該同源基因的功能，推測可能是親本Prema在蛋白質的N端缺失部分序列導致AAA-ATPase不能正常的解聚，引起植物生長發(fā)育加快，在纖維發(fā)育的不同時期的GHUBX的表

10、達也顯示目標基因在15DPA即次生壁生成起始期上調(diào)表達;另外細胞骨架基因組和推導的蛋白質序列也存在一定的差異，這些最終可能會導致親本間棉花纖維強度之間存在差異。
　　 在位于D9染色體上的黃萎病抗性QTL附近預測了六個可能與黃萎病抗性相關的候選基因并克隆了雙親的這些基因，其中包括兩個MAPK激酶Ⅱ類型基因和4個富含亮氨酸并具有跨膜結構的受體激酶基因，基因組和蛋白質序列分析表明這些基因在親本間不存在差異;對這些基因的啟動子順式調(diào)控