陸海種間圖譜加密與染色體結(jié)構(gòu)變異分析.pdf

1、棉花是世界上最重要的天然纖維作物，同時(shí)也是重要的油料作物。棉屬約有52個(gè)種，包括7個(gè)異源四倍體棉種和45個(gè)二倍體棉種，其中4個(gè)經(jīng)過(guò)人類馴化成為了栽培種，分別為二倍體的草棉和亞洲棉以及四倍體的陸地棉和海島棉。作為現(xiàn)在世界上種植面積最廣的兩個(gè)異源四倍體栽培品種，陸地棉豐產(chǎn)性好、適應(yīng)性廣，生產(chǎn)了全世界95％以上的原棉，但陸地棉纖維品質(zhì)較差，并且人為選擇也使得種內(nèi)遺傳基礎(chǔ)比較狹窄。而海島棉纖維品質(zhì)優(yōu)異，對(duì)黃萎病具有較強(qiáng)的抗性，但其產(chǎn)量較低使得種

2、植面積較小。棉花育種注重產(chǎn)量和品質(zhì)的同時(shí)提高，近年來(lái)，將海島棉纖維品質(zhì)優(yōu)良的性狀導(dǎo)入到陸地棉中是改良陸地棉纖維品質(zhì)的重要途徑。但利用傳統(tǒng)育種方法對(duì)棉花種質(zhì)進(jìn)行改良周期長(zhǎng)，效率低。分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展為棉花育種開(kāi)辟了快速準(zhǔn)確的新途徑。通過(guò)分子標(biāo)記構(gòu)建棉花遺傳連鎖圖譜，不僅可以用于研究基因組的結(jié)構(gòu)和變異，而且還是QTL定位、圖位克隆以及分子標(biāo)記輔助育種等研究的重要基礎(chǔ)，可大大促進(jìn)棉花纖維產(chǎn)量以及纖維品質(zhì)的改良。
　　在物種進(jìn)化過(guò)程中，染

3、色體結(jié)構(gòu)變異是普遍存在的一種現(xiàn)象。染色體結(jié)構(gòu)變異可能與植物抗病、產(chǎn)量品質(zhì)等性狀息息相關(guān)。在棉花中，這些染色體重排可能與棉花纖維發(fā)育有關(guān)，而研究棉纖維發(fā)育一直是棉花研究工作者的一個(gè)重要課題，因此將這些基因組結(jié)構(gòu)變異研究清楚對(duì)于深入理解棉纖維形成的分子機(jī)制具有重要的意義。
　　本研究在實(shí)驗(yàn)室前期構(gòu)建的陸海種間遺傳圖譜基礎(chǔ)上，根據(jù)亞洲棉基因組序列開(kāi)發(fā)SSR引物，構(gòu)建了一張新的高密度陸海種間遺傳圖譜。此外，通過(guò)比較標(biāo)記在遺傳圖譜和棉花基因

4、組所對(duì)應(yīng)的物理位置，對(duì)棉花基因組結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，研究結(jié)果為不同棉種的起源、進(jìn)化、優(yōu)異等位基因挖掘等研究了奠定基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下：
　　1.（陸地棉×海島棉）BC1群體遺傳連鎖圖譜加密
　　利用根據(jù)亞洲棉基因組序列新開(kāi)發(fā)的13007對(duì)SSR引物，篩選親本中棉所35與Pima S7之間的多態(tài)性，共有1762對(duì)引物在親本間表現(xiàn)出多態(tài)性，多態(tài)性比例為13.55%。隨后以多態(tài)性引物對(duì)94個(gè)BC1單株進(jìn)行群體基因型檢測(cè)，獲得1961個(gè)標(biāo)

5、記位點(diǎn)。將新獲得的標(biāo)記與實(shí)驗(yàn)室之前定位到圖譜上的4052個(gè)標(biāo)記進(jìn)行遺傳連鎖分析，構(gòu)建了一張包含6009個(gè)位點(diǎn)的高密度陸海種間遺傳連鎖圖譜。圖譜總長(zhǎng)度為3863.97cM，標(biāo)記間平均距離為0.64cM。偏分離檢測(cè)結(jié)果顯示，6009個(gè)位點(diǎn)共有898（14.91%）偏離孟德?tīng)柗蛛x比。
　　2.遺傳圖譜與物理圖譜之間共線性分析
　　根據(jù)遺傳圖譜上標(biāo)記在陸地棉、海島棉、亞洲棉以及雷蒙德氏棉基因組中位置構(gòu)建物理圖譜。遺傳圖譜在與陸地棉和

6、海島棉物理圖譜進(jìn)行共線性分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，除第5、第8染色體上各有一段倒位外，遺傳圖譜與物理圖譜完全一致；與二倍體祖先種物理圖譜共線性分析時(shí)，在2和3、4和5之間均發(fā)現(xiàn)相互易位現(xiàn)象，遺傳圖譜與雷蒙德氏棉所構(gòu)建的物理圖譜共線性較高，并在遺傳圖譜與雷蒙德氏棉之間發(fā)現(xiàn)17個(gè)倒位、2個(gè)相互易位以及7個(gè)簡(jiǎn)單易位。而在比較遺傳圖譜與亞洲棉時(shí)發(fā)現(xiàn)他們之間共線性較差。
　　3.異源四倍體棉種間基因組結(jié)構(gòu)變異
　　通過(guò)比較陸地棉與海島棉物理圖譜之間