野生種毛棉主要生育期抗旱和花鈴期光合作用的QTL定位.pdf

1、中國是世界最大的棉花生產(chǎn)國、消費國、進口國和紡織品出口國，棉花在國民經(jīng)濟中起到不可替代的重要作用，也是我國出口創(chuàng)匯的重要商品。由于糧食安全問題，棉花種植區(qū)開始向東部沿海、西北內(nèi)陸及內(nèi)蒙古等鹽堿、旱地轉(zhuǎn)移。棉花屬于耗水作物，干旱抑制棉花地上地下部分生長，對營養(yǎng)生長、生殖生長發(fā)育和光合作用等造成嚴重影響，最終導致棉花產(chǎn)量下降、品質(zhì)降低。培育抗旱品種是解決旱地植棉的重要途徑，由于栽培種資源遺傳基礎狹窄，難以挖掘到如野生棉具有的優(yōu)異基因，加之傳

2、統(tǒng)育種難以聚合高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和抗旱等優(yōu)良性狀，而利用相關基因檢測及分子標記輔助選擇為挖掘野生種優(yōu)異基因提供了有效手段。因此，本研究采用四倍體野生種毛棉和我國黃河流域歷史主栽品種中棉所12為親本進行雜交，配制（中棉所12×毛棉）F2作圖群體，并構(gòu)建遺傳連鎖圖譜，通過對F2:3家系苗期、蕾期、盛花期和盛鈴期抗旱相關性狀及盛花期的光合性狀進行QTL定位，以期揭示毛棉抗旱和光合作用性狀的遺傳基礎，檢測穩(wěn)定的主效QTL，為有效發(fā)掘利用毛棉的優(yōu)異基因，

3、開展抗旱及高光效分子標記輔助選擇育種奠定基礎。
　　1.苗期抗旱性狀QTL定位
　　利用復合區(qū)間作圖法，對干旱脅迫（W1）及正常灌水（W2）環(huán)境下 F2:3群體苗期形態(tài)和生理性狀進行QTL定位，共檢測到41個形態(tài)和生理性狀QTL。其中，在干旱脅迫下，檢測到21個控制形態(tài)和生理性狀的QTL位點，包括2個寬高比、3個葉片數(shù)、2個葉面積、5個株高的形態(tài)性狀QTL位點和2個葉綠素含量、2個脯氨酸、5個丙二醛的生理性狀QTL位點，其中

4、13個增效等位基因來自于毛棉，8個增效等位基因來自于中棉12，共檢測到6個加性QTL，單個位點可解釋6.93-16.93％的表型變異。在正常灌水下，共檢測到20個控制形態(tài)和生理性狀的QTL，包括2個株寬、6個寬高比、3個葉面積、4個株高的形態(tài)性狀的QTL位點和4個丙二醛、1個脯氨酸的生理性狀的QTL位點，其中12個增效等位基因來自于中棉所12，8個增效等位基因來自于毛棉，共檢測到5個加性QTL，單個位點可解釋6.61-15.19%的表型

5、變異。共檢測到16個控制苗期形態(tài)和生理性狀抗旱系數(shù) QTL位點，其中與株高、葉片數(shù)、葉綠素含量、脯氨酸含量和丙二醛含量抗旱系數(shù)的QTL位點分別有5個、1個、3個、3個和4個，其中10個增效等位基因來自于毛棉，6個增效等位基因來自于中棉所12，共檢測到5個加性 QTL，單個位點可解釋8.60-25.80%的表型變異。
　　2.蕾期、盛花期、盛鈴期抗旱性狀QTL定位
　　利用復合區(qū)間作圖法，對2014-2015連續(xù)兩年在干旱脅迫

6、（W1）及正常灌水（W2）條件下F2:3群體蕾期、盛花期和盛鈴期的13個形態(tài)和生理性狀進行QTL定位，總共檢測到166個QTL:W1環(huán)境下檢測到71個控制形態(tài)及生理性狀的QTL位點,其中蕾期包括8個葉綠素含量、5個葉面積、10個葉片數(shù)、7個株高的QTL位點，盛花期包括5個葉綠素含量、7個葉鮮重、7個葉干重、8個株高的QTL位點，盛鈴期包括7個單鈴重、8個果枝數(shù)、4個株高的QTL位點，其中31個增效等位基因來自于毛棉，40個增效等位基因來

7、自于中棉所12，共檢測到13個加性QTL，單個位點可解釋6.07-13.34%的表型變異；正常灌水（W2）環(huán)境下檢測到35個控制形態(tài)和生理性狀的QTL，其中蕾期包括3個株高、1個葉片數(shù)、2個葉面積、4個葉綠素含量的QTL位點，盛花期包括4個葉鮮重、6個葉干重、2個葉綠素含量的QTL位點，盛鈴期包括4個單鈴重、5個果枝數(shù)、4個株高的QTL位點，其中20個增效等位基因來自于毛棉，15個增效等位基因來自于中棉所12，共檢測到8個加性QTL，單

8、個位點可解釋9.2-19.88%的表型變異。
　　共檢測到24個控制蕾期形態(tài)和生理性狀抗旱系數(shù)QTL，包括控制8個葉綠素含量、5個葉面積、4個葉片數(shù)和7個株高的抗旱系數(shù)QTL位點，其中9個增效等位基因來自于毛棉，15個增效等位基因來自于中棉所12，檢測到2個加性QTL，單個位點可解釋10.93-15.8%的表型變異。共檢測到9個控制盛花期形態(tài)和生理性狀抗旱系數(shù)QTL，包括2個葉綠素含量、6個株高和1個葉鮮重的抗旱系數(shù)QTL位點，其

9、中6個增效等位基因來自于毛棉，3個增效等位基因來自于中棉所12，檢測到2個加性QTL，單個位點可解釋29.73-16.18%的表型變異。共檢測到27個控制盛鈴期形態(tài)性狀抗旱系數(shù)QTL，包括5個單鈴重、5個果枝數(shù)，11個主莖粗、5個果枝始節(jié)和1個株高的抗旱系數(shù)QTL位點，其中10個增效等位基因來自于毛棉，17個增效等位基因來自于中棉所12，共檢測到4個加性QTL，單個位點可解釋8.41-11.97%的表型變異。
　　2014、201

10、5連續(xù)兩年在干旱脅迫環(huán)境下檢測到6個穩(wěn)定的抗旱性狀QTL位點，包括1個控制蕾期葉面積（qBLA-Chr5-1）的QTL位點，單個位點可解釋9.00-13.30%的表型變異；1個控制蕾期葉綠素含量（qBCC-Chr9-1）的 QTL位點，1個控制盛花期葉綠素含量（qFCC-Chr8-1）的QTL位點，單個位點可解釋4.10-16.00%的表型變異；1個控制單鈴重（qFBBW-Chr16-1）的QTL位點，單個位點可解釋6.4-7.0%的表

11、型變異、2個控制主莖粗（ qFBSD-Chr21-1和qFbsd-Chr21-2）的QTL位點，單個位點可解釋0.8-2.3%的表型變異。11個QTL簇分布在Chr2、5、6、14、16和21染色體上，其中Chr16染色體上分布了4個QTL簇。
　　3.光合性狀QTL定位
　　利用復合區(qū)間作圖法（CIM），對2014年、2015年干旱脅迫（W1）及正常灌水（W2）兩個環(huán)境下F2:3家系花鈴期光合性狀QTL進行定位，共檢測到4

12、5個QTL。在干旱脅迫下，檢測到27個控制光合性狀的QTL位點，包括6個凈光合速率、2個胞間CO2濃度、2個蒸騰速率、5個氣孔導度、5個葉片溫度和7個水分利用率的QTL位點，共檢測到4個加性QTL，單個位點可解釋為11.00-13.76%的表型變異。在正常灌水下，共檢測到18個控制光合性狀QTL位點，包括1個凈光合速率、3個胞間CO2濃度、1個氣孔導度、4個葉片溫度和9個水分利用率（WUE）的QTL位點，共檢測到4個加性QTL，單個位點