棉花海陆种间偏分离与杂种衰败遗传机理及效应研究

发布时间：2018-03-22 09:13

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

【摘要】：棉花是重要的经济作物。棉花栽培种包括两个重要的异源四倍体棉种陆地棉和海岛棉。陆地棉占棉花种植面积的90%以上,具有良好的丰产性和广泛的适应性,而海岛棉具有品质优良与抗黄萎病等优良特性,通过海岛棉和陆地棉种间杂交结合二者的优点,创造新的种质材料一直是棉花遗传改良努力的方向。但由于种间杂交存在生殖隔离,导致杂种后代出现生育期延迟、杂种不育等杂种衰败现象,因此海陆种间杂交选育新品种的难度很大,进展缓慢。为解析海陆种间生殖隔离的遗传基础,本研究主要开展以下三个方面的工作:1.棉花海陆种间偏分离染色体遗传机理剖析为解析本实验室检测到的三条偏分离染色体(Chr 2,Chr 16和Chr 18)的遗传机制,我们利用海岛棉3-79和陆地棉Emian 22作为亲本构建了8个回交BC1F1群体和2个F2群体。对这些群体中2号、16号、18号染色体上的偏分离位点进行了检测。在10个群体中检测到48个偏分离位点(SDL),其中2号、16号、18号染色体上,分别检测到10、27、11个SDL。SDL18.8在8个群体均被检测到,在全部群体中均表现为偏向杂合基因型,这表明着该位点的具有杂合基因型选择优势。SDL18.1在E(E3)和E(3E)群体中均表现为偏向纯合基因型,这表明着该位点E22等位位点具有选择优势,并且在(3E)F2群体中也偏向E22纯合基因型,进一步得到了验证。2.棉花海陆种间偏分离染色体的早熟性、产量及纤维品质等表型效应鉴定选择4个含有适应性好的陆地棉成分较多的4个BC1F1群体[E(E3)、E(3E)、(E3)E和(3E)E],单株种植成株行,形成BC1F2群体。考查群体的早熟性状、产量性状及纤维性状,进行偏分离染色体上的QTL定位分析。Shapiro-Wilk正态分布检验显示7个纤维品质在4个群体,除了马克隆值MIC在E(E3)群体外,都表现为符合正态分布,但是与棉花早熟性有关的3个性状在4个群体中都不符合正态分布,说明决定海岛棉和陆地棉纤维品质差异的基因是受多基因控制的数量性状,但是早熟性等适应性状可能与环境有更强的互作效应。利用复合区间作图方法对4个BC1F2分离群体的产量、早熟及纤维相关性状进行QTL定位分析,检测到47个QTL,分别是(E3)E中15个,(3E)E中13个,E(E3)中12个E(3E)中7个,QTL解释表型变异8.77%~30.92%,LOD值为2.53~7.47。QTL比较分析表明,有些本研究检测到的QTL染色体位置在metaQTL分析也被检测到,比如位于2号染色体的BW、FL、FLU、LP、MIC等性状的QTL。本研究也鉴定出了一些在综合图谱上没有报道的QTL,比如16号染色体的DBO和LP等。这些新鉴定的QTL可能为QTL比较分析提供新的参考信息。3.棉花海陆种间杂种衰败与基因组杂合度的关系为研究基因组杂合度与海陆种间杂种衰败的关系,本研究构建了两个互交F2群体,调查了F2群体中植株营养性状和繁殖性状杂种衰败的表现程度,然后在本实验室已经构建的遗传图谱上随机选择了125个SSR标记对两个群体进行基因型分析。在评估分子杂种指数(MHI)之前,采用连锁不平衡分析法对SSR的独立性进行了检验。然后利用相互独立的SSR位点来评估两个群体每个个体的MHI。最后采用相关分析和方差分析来检验植株性状与基因组杂合度的关系。分子杂种指数(MHI)分析表在两个群体中来自于3-79的等位基因均多于来自于E22的等位基因,这表明3-79的等位基因组可能具有较强的选择优势。相关分析结果表明在(E3)F2群体(MHI0.5)组中,MHI与单株铃数BN(r=0.54,p=0)、MHI与单株种子重量SW(r=0.70,p=0)存在显著的相关性,但其它的性状与基因组杂合度相关性不显著。方差分析结果表明在(E3)F2群体,不同水平间的单株铃数BN(F5,134=4.925,p=0.00036)和单株种子重量SW(F5,55=10.59,p=3.72e-07)存在显著的差异;但在(3E)F2群体,不同水平间的性状没有显著差异。这表明海岛棉细胞质可能比陆地棉细胞质有更好的兼容性,这对海岛棉和陆地棉种间杂交育种中亲本的选择及配组方式有很好的指导意义。
[Abstract]:Cotton is an important economic crop. The cotton cultivars including two important allotetraploid cotton, upland cotton and island cotton. Cotton cotton planting area accounted for more than 90%, with good yield and wide adaptability, and has excellent quality of Island Cotton Verticillium wilt resistance and excellent characteristics by sea island cotton and upland cotton interspecific hybridization combined with the advantages of the two, create new germplasm has been cotton genetic improvement efforts. But because of interspecific hybridization of reproductive isolation exists, resulting in hybrids appeared delayed growth, hybrid sterility of hybrid decay, so the new varieties of interspecific hybrid breeding is very difficult, slow progress. Analysis of interspecific reproductive isolation genetic basis, this study mainly carried out the following three aspects: 1. cotton interspecific segregation of chromosome genetic analysis of mechanism analysis of the laboratory. 娴嬪埌鐨勪笁鏉″亸鍒嗙�绘煋鑹蹭剑�

本文编号：1647997