海岛棉背景的陆地棉染色体片段导入系培育及QTL定位

发布时间：2018-03-07 09:51

本文选题：陆地棉　切入点：海岛棉　出处：《南京农业大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：棉花(Gossypiumspp.)是世界上最重要的天然纤维作物。全世界的陆地棉和海岛棉栽培面积超过3.4亿公顷,陆地棉和海岛棉产量分别占世界棉花总产量的90%和5%。陆地棉的产量高,适应性强;海岛棉则具有纤维强度高,绒长长,细度好等特点,但是对种植区域的要求严格。由于海岛棉具有优良的纤维品质,所以育种家们不断尝试将其优良的纤维基因导入到高产的陆地棉中去。本研究第一次以海岛棉为背景,陆地棉为供体亲本构建了一套染色体片段导入系(GhCSILs_Gb),并与之前的陆地棉背景的海岛棉染色体片段导入系(GbCSILs__Gh)进行比较和相关数量性状的定位分析,以揭示海岛棉和陆地棉同步和差异驯化的特点和规律,为改良陆地棉品质和增加海岛棉产量提供帮助。其主要研究结果如下:1.以海岛棉为背景的陆地棉染色体片段导入系的构建本研究选取了海陆遗传图谱上每隔2cM的引物1330对导入片段进行了鉴定。该套导入系共有166个家系,导入片段总长度4121.20cM,是棉花基因组总长度的1.16倍;覆盖的染色体长度为2891.24cM,覆盖度为82.20%,平均片段导入长度18.65cM。其中A亚组导入长度为2097.35cM,覆盖染色体长度为1486.06cM,覆盖度为83.22%;D亚组导入长度为2013.85cM,覆盖染色体长度为1405.18cM,覆盖度为81.70%。其中导入片段最长为59.30cM,最短为1.50cM,导入片段总长度最长的是A9染色体,长度241.8cM,最短的是A10染色体,长度84.40, 26条染色体平均导入长度158.51cM。其中覆盖长度最长的是A5染色体,长度158.35cM,覆盖长度最短的是A7染色体,长度71.23cM,26条染色体平均覆盖长度111.20cM。覆盖度超过90%的染色体有8条,分别是A3, A9, A11, A12, D3, D9, D12, D13。覆盖度最高的是A12染色体,达到97.95%,最低的是A10染色体,只有63.24%。2.GhCSILs_Gb导入系群体产量和纤维品质相关性状的QTL定位三个产量性状和五个纤维品质性状个性状共计能检测到46个QTL,其中37个可以在两个环境中同时检测到。A亚组有29个QTL, D亚组17个QTL。平均贡献率为3.41%,最小值1.05%,最大值12.67%。共计检测到7个与单铃重相关的QTL,其中五个QTL的加性效应为正值(A=0.18～0.86 ),起增大单铃重的作用;其余2个是负加性效应(A =-0.59～-0.18),减小单铃重。贡献率为:1.89%～12.76%,平均贡献率为:4.17%。共定位到6个衣分相关的QTL,其中3个QTL的加性效应起增大衣分的作用(A=0.11～0.31 ),3个QTL是负加性效应(A=-0.51～-0.21 )。贡献率为:1.80%～6.06%,平均贡献率:3.18%。定位到6个与籽指相关的QTL,其中4个的加性效应是正值(A=0.14～0.91 ),2个QTL的加性效应为负值(A=-0.77～-0.48 )。贡献率为:1.05%～5.82%,平均贡献率:2.78%。共计检测到6个与纤维长度相关的QTL,其中只有2个QTL的加性效应为正值(A=0.43～1.96 ),起增大纤维长度的作用;其余4个是负加性效应(A =-0.76～-0.20 ),减小纤维长度。贡献率为:1.78%～4.74%,平均贡献率为:2.84%。共定位到6个纤维强度相关的QTL,其中2个QTL的加性效应起增大纤维强度的作用(A=0.51～3.14 ),4个QTL是负加性效应(A=-2.12～-0.26 )。贡献率为:2.07～4.04%,平均贡献率:3.11%。定位到8个与麦克隆值相关的QTL,其中只有1个的加性效应是正值(A=0.26～0.29 ),7个QTL的加性效应为负值(A=-0.55～-0.12 )。贡献率为:1.24%～6.80%,平均贡献率:2.94%。定位到3个整齐度QTL,所有QTL的加性效应是负值(A=-1.36～-0.59 )。贡献率为:4.00%～8.34%,平均贡献率为5.78%。定位到4个伸长率QTL,其中只有1个的加性效应是负值(A=-0.93) , 3个QTL的加性效应为正值(A=0.27～0.87)。贡献率为:3.17%～6.55%,平均贡献率为4.74%。3.两个导入系群体的共有QTL因为两套导入系有共同亲本TM-1,所以同一性状在不同导入系的近似位置检测出的QTL,被称为共有QTL。在两套导入系9条染色体上共检测到13对共同QTL。我们检测到 2 对铃重的共有 QTLs: qBW-A1-1_Gh 和 qBW-A1-2_Gb; qBW-A5-2_Gh,qBW-A5-3_Gh 和 qBW-A5-1_Gb。检测到 1 对衣分的共有 QTL: qLP-D1-1_Gh 和qLP-D1-2_Gb。检测到 1 对籽指的共有 QTL: qSI-D11-2_Gh 和 qSI-D11-1_Gb。检测到 3 对纤维长度共有 QTLs: qFL-A5-2_Gh 和 qFL-A5-1_Gb; qFL-A5-3_Gh 和qFL-A5-4_Gb; qFL-A8-2_Gh 和 qFL-A8-1_Gb。检测到 3 对纤维强度共有 QTL:qFS-A8-2_Gh 和 qFS-A8-1_Gb; qFS-D1-2_Gh 和 qFS-D1-3_Gb; qFS-D1-4_Gh 和qFS-D1-5_Gb。检测到 3 对麦克隆值共有 QTL: qMIC-A5-1_Gh 和 qMIC-A5-2_Gb;qMIC-D2-1_Gh 和 qMIC-D2-2_Gb; qMIC-D9-1_Gh 和 qMIC-D9-2_Gb。4. QTL clusterQTL cluster是指某一染色体区段集中了几个相同或者不同性状的QTL。此区段通常是染色体交换活跃区域。本研究中,我们发现了 8个QTLcluster,分别位于6条染色体上,包含不同性状的QTL。A5-cluster-1位于A5染色体0-2.88cM处,此区段包含 6 个 QTLs。A5-cluser-2 位于 A5 染色体 26.14cM-39.72cM 处,包含 6 个 QTLs。A5-cluster-3 位于 A5 染色体 46.74cM-62.34cM 处,包含 4 个 QTLs。A8-cluster 位于A8染色体20.20cM-37.06cM处,在这个区域包含8个QTLs。A10-cluster位于A10染色体2.26cM-16.46cM处,包含4个QTLs。D1-cluster位于D1染色体38.61cM-57.87cM 处,包含 6 个 QTLs。D9-cluster 位于 D9 染色体 40.30cM-63.63cM处,包含 4 个 QTLs。D11-cluster 位于 D11 染色体 135.82cM-139.34cM 处,包含 4 个QTLs。
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【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S562

【参考文献】