陸地棉SSR遺傳多樣性及纖維品質(zhì)和產(chǎn)量性狀關(guān)聯(lián)作圖.pdf

1、棉花是世界上天然纖維作物的主要來源。由于陸地棉產(chǎn)量高抗逆性強(qiáng)，現(xiàn)代棉花育種主要以陸地棉(G.hirsutum L.)為材料進(jìn)行改良。然而，陸地棉遺傳基礎(chǔ)狹窄很大程度上阻礙了育種的進(jìn)程。為了探索陸地棉遺傳多樣性，鑒定數(shù)量性狀位點(diǎn)(QTL)對(duì)經(jīng)濟(jì)性狀的貢獻(xiàn)，實(shí)現(xiàn)纖維產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的同步改良，本研究利用302個(gè)陸地棉優(yōu)異種質(zhì)（253個(gè)來自中國(guó)，25個(gè)來自美國(guó)，24個(gè)來自其他國(guó)家）。2012年和2013年在長(zhǎng)江和黃河流域通過調(diào)查各品種農(nóng)藝性狀，

2、并通過198個(gè)簡(jiǎn)單重復(fù)序列(SSRs)標(biāo)記的基因分型，對(duì)陸地棉的群體結(jié)構(gòu)和重要農(nóng)藝性狀QTL進(jìn)行系統(tǒng)研究。SSR標(biāo)記的擴(kuò)增總共獲得897個(gè)等位基因，其中77.7％具有多態(tài)性，等位基因數(shù)范圍從2-12（平均4.53）。多態(tài)性信息含量值(PIC)范圍為0.371-0.019（平均0.225）。來自中國(guó)的品種SSR多態(tài)性水平最高（基因多樣性平均值為0.268，PIC平均值為0.218），總?cè)后w的遺傳距離為0.451-0.052（平均值為0.2

3、70），其中源自美國(guó)的品種平均遺傳距離最大(0.274)。基于貝葉斯(MBB)模型分析的群體遺傳結(jié)構(gòu)表明，整個(gè)群體的品種可分為三個(gè)亞群。MBB群體的分子遺傳變異占4％(p＜0.001)，說明群體結(jié)構(gòu)的存在。棉花種質(zhì)SSR標(biāo)記成對(duì)的親緣關(guān)系值變化值范圍為0-0.867，其中51.91％的棉花種質(zhì)SSR位點(diǎn)親緣關(guān)系值為零，只有1.59％的SSR位點(diǎn)表現(xiàn)極顯著的連鎖不平衡（LD，r2）。成對(duì)連鎖標(biāo)記對(duì)的平均r2值為0.5582(p＜0.001

4、)，高于未連鎖標(biāo)記對(duì)和總?cè)后w，表明在陸地棉種質(zhì)資源中物理連鎖對(duì)LD影響很大。全基因組LD衰減(LD decay)遺傳距離約30-32cM(r2=0.1)，當(dāng)r2=0.2時(shí)，減少到1-2cM，說明在陸地棉群體中進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析是可行的。聯(lián)合方差分析均表明10個(gè)主要產(chǎn)量和纖維品質(zhì)性狀的基因型(G)、環(huán)境(E)、基因型與環(huán)境的相互作用(G×E)遺傳效應(yīng)有顯著變異(p≤0.01)。在研究的表型性狀中，衣分(LP)、纖維長(zhǎng)度(FL)和麥克隆值(Mic

5、)分別為42.94％-28.25％、32.86-24.33mm和5.90-3.70。簡(jiǎn)單線性相關(guān)系數(shù)(r)分析表明品質(zhì)性狀間呈顯著的正相關(guān)(0.199-0.795，p＜0.01)。纖維產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的廣義遺傳力(H2)估計(jì)值分布從75.18％到97.08％。混合線性模型(MLM)在41個(gè)SSR標(biāo)記和10個(gè)性狀中檢測(cè)到102個(gè)顯著的標(biāo)記-性狀關(guān)聯(lián)(p＜0.01)，包括11個(gè)與株高(PH)關(guān)聯(lián)的標(biāo)記，8個(gè)與鈴數(shù)(NB)，10個(gè)與鈴重(BW)

6、，9個(gè)與衣分(LP)，9個(gè)與纖維長(zhǎng)度(FL)，13個(gè)與麥克隆值(Mic)，17個(gè)與纖維強(qiáng)度(FS)，8個(gè)與纖維伸長(zhǎng)度(FE)，7個(gè)與纖維整齊度(UI)和10個(gè)與纖維一致率(UR)關(guān)聯(lián)的標(biāo)記。SSR位點(diǎn)解釋的表型變異的比例為1.8～8.9％，平均為3.5％。超過一半(51％)的QTL為有利QTL，其中麥克隆值的QTL等位基因數(shù)量最多(12)，其次是纖維強(qiáng)度(8)和鈴重(7)。全基因組的SSR標(biāo)記揭示了陸地棉優(yōu)異種質(zhì)資源群體的遺傳多樣性，發(fā)