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棉花早熟性相关性状的基因定位 新疆是中国的主要棉花产区，种植面积占中国棉花面积的一半以上。由于生长环境的特点（如有效积小、无光期短等），棉花品种通常很难正常成熟。因此，早熟是该地区棉花栽培的主要目标。经典的数量遗传学研究表明, 陆地棉早熟性是由多基因控制的数量性状, 其遗传方式中除存在显性、加性效应外, 还存在上位性效应, 与生育阶段、开花时期、第一果枝节位、吐絮速率、霜前花率等性状有关, 且与产量、品质间存在显著的遗传负相关。 及种内[22,23,24,25,26,27,28]遗传图谱, 为研究棉花复杂数量性状的遗传机制和基因资源的发掘利用奠定了基础。目前, 国内外学者对棉花产量、品质、抗性等许多重要性状进行了QTL定位研究, 有关早熟性及其相关性状的基因定位研究报道较少。范术丽等利用中棉所36×TM-1组合, 定位了果枝始节、现蕾期、开花期、全生育期、霜前花率等控制熟性相关性状的12个QTL;张先亮等定位了控制生育期性状的5个主效QTL。Guo等定位了位于染色体16、21、25上的控制第一果枝节位的3个QTL。努斯来提等分别定位了位于染色体5和LG02上的控制第一果枝节位、始节高度和蕾期的5个QTL。Li等定位了控制第一果枝节位和始节高度的14个QTL, 分别位于染色体A1、A5、A6、A9、A11、A13、D3、D6、A12/D12和LG1上。 新陆早8号、新陆早10号是具有不同遗传背景的新疆棉区种植的早熟陆地棉品种, 全生育期均为120 d左右, 高产优质、抗病性好。本研究以新陆早8号、新陆早10号为母本, 分别与陆地棉遗传标准系TM-1配制杂交组合, 利用两组合的F2及F2:3分离群体对苗期、现蕾期、花铃期、霜前铃数和全生育期等早熟性相关性状进行QTL定位研究;同时利用另外收集的43份早熟陆地棉品种材料 (主要来自金字棉及前苏联衍生系) 构成的自然群体进行关联分析, 探讨了早熟性相关性状的分子遗传机理及其基因来源。以期为进一步挖掘与早熟性状相关联的优异等位变异及早熟陆地棉分子标记辅助育种打下基础。 1 材料和方法 1.1 材料来源及种植情况 新陆早8号、新陆早10号均由新疆生产建设兵团八师农业科学研究所育成, 是20世纪90年代末北疆早熟陆地棉区域种植的主栽品种, 其中新陆早8号是前苏联品种611波衍生系, 而新陆早10号则为金字棉衍生系。用于关联分析的早熟陆地棉材料 (表1) 主要来源于新疆生产建设兵团七师、八师农业科学研究所及中国农业科学院棉花研究所。2006年冬季在海南岛分别以新陆早8号、新陆早10号作母本、以陆地棉遗传标准系TM-1作父本配制杂交组合。2007年在南京农业大学江浦试验站种植两组合的亲本、F1及43份陆地棉材料构成的关联分析群体, 并做自交留种。采用育苗移栽, 随机区组排列, 单行区, 重复2次。行长5.0 m, 行距0.8 m, 每行15株。2008年在八师农业科学研究所种植两作图群体的亲本、F2及关联分析群体, 2009年种植两群体的亲本、F2:3家系及关联分析群体。均采取完全随机区组设计, 重复2次。采用55 cm (40+35+40) 宽膜覆盖, 3行区, 行长5.0 m, 株距16 cm, 家系和关联分析群体材料每行均种植约30株。田间管理同一般大田管理。 1.2 壮苗期调查 2007、2008和2009年分别在南京农业大学江浦试验站和新疆建设兵团八师农业科学研究所调查了分离群体的亲本、F1、F2和F2:3家系及关联分析群体的早熟性相关性状, 即出苗后, 从中行选择5株 (江浦) 或12株 (八师) 壮苗挂牌定株, 调查各株的出苗、现蕾、开花、吐絮等时期;在收获期调查各株霜前吐絮铃数, 即霜前铃数 (pre-frost bolls) 。根据不同生育时期计算各生育期, 其中苗期 (seedling stage) 为棉花出苗至现蕾天数;蕾期 (budding stage) 为棉花现蕾至开花天数;花铃期 (flowering and bolling stage) 为棉花开花至吐絮天数;全生育期 (growth stage) 为棉花播种至吐絮天数。取性状均值用于数据分析。 1.3 分子ssr扩增筛选 以本实验室构建的饱和海陆种间遗传图谱为基础, 每隔一定距离 (10 c M) 选择一个标记, 共选取覆盖棉花全基因组的402对SSR标记引物对关联分析群体进行标记基因型分析。将SSR标记扩增出的条带量化, 同一位点处等位基因的出现和不出现分别记为“1”和“0”, 用于关联分析。另用7 331对SSR及EST-SSR引物对新陆早8号、新陆早10号2个作图群体的亲本进行多态性筛选, 分别选出亲本间呈现多态性的引物191和108对;用这些多态性引物对2个F2分离群体进行标记基因型分析, 以阿拉伯数字“