陸地棉遺傳多樣性與育種目標(biāo)性狀基因(QTL)的關(guān)聯(lián)分析.pdf

1、棉花的種質(zhì)資源十分廣泛，這些種質(zhì)具有豐富的遺傳多樣性。對(duì)陸地棉基礎(chǔ)種質(zhì)及其主要衍生品種遺傳多樣性進(jìn)行研究，可以從育種起源上揭示我國(guó)棉花的遺傳基礎(chǔ)，了解現(xiàn)有種質(zhì)的遺傳背景和遺傳多樣性的狀況，為育種家高效發(fā)掘種質(zhì)資源重要性狀基因打下基礎(chǔ)。遺傳學(xué)研究的一個(gè)基本目標(biāo)即是將生物的表現(xiàn)型與基因型相聯(lián)系。關(guān)聯(lián)分析以群體結(jié)構(gòu)非固定的自然群體為研究對(duì)象，以長(zhǎng)期重組后保留下來的基因間的連鎖不平衡為基礎(chǔ)，在獲得群體表型數(shù)據(jù)與基因型數(shù)據(jù)后，采用統(tǒng)計(jì)方法檢測(cè)遺傳

2、多樣性與性狀可遺傳變異之間的關(guān)聯(lián)，具有簡(jiǎn)單、高效和省時(shí)等優(yōu)點(diǎn).
　　 本文在分析所選81個(gè)陸地棉品種遺傳多樣性的基礎(chǔ)上，利用TASSEL軟件分析棉花基因組內(nèi)的連鎖不平衡水平，之后利用關(guān)聯(lián)分析的方法結(jié)合多年多點(diǎn)田間調(diào)查數(shù)據(jù)，進(jìn)行表型變異對(duì)標(biāo)記變異的回歸分析，檢測(cè)數(shù)量性狀相關(guān)位點(diǎn).同時(shí)利用四個(gè)衍生系的原始親本構(gòu)建作圖群體分析發(fā)掘與農(nóng)藝及品質(zhì)性狀相關(guān)的數(shù)量性狀基因位點(diǎn).
　　 對(duì)我國(guó)自育品種和國(guó)外引進(jìn)種質(zhì)進(jìn)行性狀差異的綜合比較

3、，可以看出在農(nóng)藝性狀方面，國(guó)內(nèi)品種的單株鈴數(shù)增加、衣分提高和籽指降低，同時(shí)單株鈴數(shù)、衣分和籽指的變異系數(shù)有較顯著的提高；在纖維品質(zhì)的差異上，國(guó)內(nèi)品種的各項(xiàng)指標(biāo)均較引進(jìn)品種有所改善，同時(shí)強(qiáng)度、馬克隆值和伸長(zhǎng)率的變異系數(shù)均有了提高。這說明半個(gè)多世紀(jì)以來，我國(guó)棉花育種有了較快的發(fā)展。利用分子標(biāo)記技術(shù)分析所選國(guó)內(nèi)外棉花品種的差異時(shí)，國(guó)內(nèi)品種中檢測(cè)的等位變異數(shù)目和基因多樣性的跨度較大，但從平均值上看仍然偏低，說明我國(guó)自育棉花品種在基因組水平上的差

4、異比較豐富，但是應(yīng)用到生產(chǎn)中的變異較少，拓寬棉花遺傳基礎(chǔ)的工作仍相當(dāng)艱巨。
　　 對(duì)國(guó)內(nèi)長(zhǎng)江流域和黃河流域兩大棉花主產(chǎn)區(qū)品種的表型性狀差異進(jìn)行分析，結(jié)果表明，單就性狀表現(xiàn)來說，長(zhǎng)江流域的品種要好于黃河流域，如單株鈴數(shù)較多、單鈴重大、籽指較小、衣指和衣分高，但是長(zhǎng)江流域品種的變異系數(shù)普遍較黃河流域的低。利用分子標(biāo)記研究?jī)纱螽a(chǎn)區(qū)的棉花品種，兩流域品種的等位變異數(shù)、基因多樣性和多態(tài)性信息含量均相當(dāng)。
　　 對(duì)不同系譜衍生系的多

5、樣性分析，可以看到金字棉衍生系在果枝數(shù)、株高、單鈴重等產(chǎn)量性狀上較其他衍生系的均值高，纖維長(zhǎng)度、纖維強(qiáng)度和整齊度等品質(zhì)性狀上均值最高，且其在株高、單株鈴數(shù)、單鈴重和馬克隆值等性狀上的變異系數(shù)最大。福字棉衍生系在衣指和衣分性狀上均值最大，變異系數(shù)亦為最大。岱字棉和斯字棉曾被我國(guó)育種家廣泛應(yīng)用于育種工作，并培育了較多的品種，檢測(cè)的品種也較多，因此這兩個(gè)系統(tǒng)的衍生系所具有的等位變異數(shù)要高于其他系統(tǒng)來源的棉種，但等位變異的比例較低，表現(xiàn)為基因多

6、樣性和多態(tài)性信息含量較低。
　　 利用關(guān)聯(lián)分析考察多個(gè)性狀大多數(shù)QTL的關(guān)聯(lián)位點(diǎn)及其等位變異，首先需要了解棉花基因組內(nèi)的連鎖不平衡(LD)情況。用TASSEL軟件分析可知，棉花基因組內(nèi)位點(diǎn)間的LD水平較低，常異花的授粉方式和品種培育過程中頻繁的雜交選擇是主要原因。通過關(guān)聯(lián)分析，檢測(cè)到大量標(biāo)記位點(diǎn)與農(nóng)藝品質(zhì)性狀的相關(guān)性，并發(fā)掘出這些標(biāo)記位點(diǎn)的優(yōu)異等位變異，以及含有該等位變異的棉花品種，為棉花育種工作的開展提供有益信息；同時(shí)本研究也

7、為開展下一步更加深入的工作打下了基礎(chǔ)。
　　 斯字棉2B、福字棉6號(hào)、岱字棉15和中棉所7號(hào)均是我國(guó)棉花品種培育的核心親本，用這四個(gè)材料構(gòu)建一個(gè)四交作圖群體及其F2:3家系，利用SSR標(biāo)記和JoinMapV3.0軟件構(gòu)建了一張陸地棉四交群體品種間的分子標(biāo)記遺傳圖譜。該圖譜圖譜總長(zhǎng)1129.1cM、含有102個(gè)多態(tài)位點(diǎn)，覆蓋率為22.6％，兩多態(tài)位點(diǎn)間的平均遺傳距離為11.1cM。由31個(gè)連鎖群組成，其中30個(gè)連鎖群被定位到15條

8、染色體。利用MATQTLV5.0定位了19個(gè)與農(nóng)藝性狀相關(guān)的QTLs和5個(gè)纖維品質(zhì)QTLs。其中1個(gè)衣分QTL可在兩世代中檢測(cè)到；另有一個(gè)果枝數(shù)QTL和一個(gè)衣指QTL的定位結(jié)果與關(guān)聯(lián)分析結(jié)果相吻合，均有較好的穩(wěn)定性。
　　 利用海島棉遺傳標(biāo)準(zhǔn)系3-79和優(yōu)良的細(xì)胞遺傳學(xué)材料--置換系18，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的飽和棉花遺傳圖譜，完成開放花蕾隱性基因ob2在四倍體棉第13染染色體色體(A13)上的精細(xì)定位，將ob2基因定位于該染色體上

9、BNL2449b和TMP01兩位點(diǎn)之間，與它們的遺傳距離分別是1.1cM和1.7cM。此前本實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)利用TM-1和Sub18兩個(gè)材料配置的作圖群體，完成了開放花蕾obi基因在四倍體棉第18染色體(D13)上的定位。結(jié)合兩實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了早期學(xué)者關(guān)于開放花蕾基因(ob)的遺傳特性的研究，同時(shí)也為進(jìn)一步研究并利用該基因打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。兩張連鎖圖之間有著共同的標(biāo)記位點(diǎn)BNL2652、NAU817、NAU1141和BNL2571，這也從基因