陆地棉杂种优势的全基因组关联分析

发布时间：2020-09-19 21:38

　　 杂种优势作为一种复杂的数量性状,近一个世纪来被广泛应用于众多作物表型的遗传改良。虽然杂种已经被育种家广泛利用,但是有关杂种优势的分子机制还尚未研究透彻。目前作物遗传改良的主要目标是培育出更高产的品种。目前,领先的棉花遗传改良方案仍然缺陷,无法取得重大成就。在本研究中,我们以284份棉花品种为母本,5份棉花品种为父本,以及采用L×T遗传交配设计获得的F_1为材料,在2012-2013年分别在12个地点进行了棉花产量和纤维品质性状的考察,并分别计算了杂种优势值、GCA和SCA。结合SSR和SNP分子标记,在群体结构和连锁不平衡(LD)分析的基础上,利用混合线性模型(MLM)对表型、GCA、SCA及杂种优势相关值(HB、MP、HI、K)进行全基因组关联分析。分别检测到46个和165个与纤维品质和产量优势显著关联的SSR和SNP位点。分析发现约2/3与纤维品质优势显著关联的SSR位点分布在D基因组上,而且其中一些SSR位点具有一因多效效应。然而D组关联到的SNP位点大约是A组的两倍。其中发现的32个与杂种优势相关的微卫星QTL(hQTL)为本研究首次发现。96个与纤维品质优势相关的优异等位基因均来自于以A971Bt为父本的C组组合的父本A971Bt。通过整合GWAS结果和TM-1的转录组数据,我们共鉴定到9个控制棉花纤维品质和产量的候选基因,而且这些候选基因的优异等位变异大多数来自于D组的父本4133Bt。我们发现的这些遗传变异和候选基因有助于我们研究棉花纤维发育的分子机制。而那些拥有优异单倍型的基因型将是遗传改良的重要材料。因此,为了解析纤维品质杂种优势的分子机制进而提高纤维品质,我们需要发掘更多与杂种优势相关的QTL和SNP标记。因此在未来的高品质棉花选育中,可以首要选择A971Bt和4133Bt作为亲本。本研究为在分子水平上揭示棉花产量和品质性状的杂种优势提供了理论依据,为棉花分子标记辅助育种奠定了基础。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S562


本文编号：2823022