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短季棉早熟及相关性状的混合遗传与QTL定位研究

作　者: 董娜
导　师: 王清连
学　校: 河南科技学院
专　业: 作物遗传育种
关键词: 短季棉 早熟及相关性状 混合遗传 主基因-多基因 QTL定位
分类号: S562
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 19次
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内容摘要


我国人多地少,棉花主产区又是粮食主产区,短季棉品种的选育和推广,是缓解粮棉争地矛盾、实现粮棉双丰收的有效途径。因此研究短季棉早熟及相关性状的遗传,寻找与其相关基因紧密连锁的分子标记对于短季棉育种具有重要意义。本研究采用主基因-多基因混合遗传模型和分析方法对短季棉早熟及相关性状进行了遗传分析,同时应用复合区间作图法检测并定位短季棉早熟及相关性状的QTL。一、短季棉早熟及相关性状的混合遗传通过构建百棉2号×TM-1组合的P1、P2、F1、B1、B2、F2 6世代群体,分别在我国的黄河流域棉区（环境Ⅰ）和西北内陆棉区（环境Ⅱ）2个不同的生态环境下,采用主基因-多基因混合遗传模型和分析方法对短季棉早熟及相关性状进行了遗传分析。结果如下:1.除环境Ⅱ的花铃期和衣分外,其它性状在2个环境中均检测到主基因,表明短季棉早熟及相关性状主基因存在的普遍性。2.生育期在2个环境中的最适遗传模型相同且主基因与多基因分量趋势一致,说明其在不同环境中的遗传方式相对较稳定;果枝始节和铃重虽最适遗传模型相同但主基因与多基因分量趋势相反,其遗传规律尚待进一步深入探讨;苗期、蕾期、花铃期和衣分遗传模型不同且主基因与多基因遗传率分量差别较大,说明不同环境对这些性状的基因表达存在较大影响,对其选择只有在特定的环境中进行才能提高育种效率。3.通过估算短季棉早熟及相关性状分离世代主基因+多基因遗传率,确定了各性状选择效率最高的世代;比较分析2个环境中各性状的总遗传率,发现生育期、苗期、蕾期、果枝始节高度和果枝始节的总遗传率高低趋势相对稳定,其中生育期作为棉花早熟性状的重要标志性状,在2个环境中总遗传率均最高,在不同生态环境中早代选择有效,果枝始节高度和果枝始节可作为鉴定早熟性的可靠形态指标。4.各性状在2个环境中的遗传模式不尽相同。生育期、蕾期和果枝始节高度在2个环境中均以主基因遗传为主;苗期、花铃期、果枝始节和衣分在环境Ⅰ中以主基因遗传为主,在环境Ⅱ中以多基因遗传为主;铃重在环境Ⅰ中以多基因遗传为主,在环境Ⅱ中以主基因遗传为主。对以主基因遗传为主的性状可采用单交重组或简单回交转育的方法,对以多基因遗传为主的性状可采用聚合回交或轮回选择累积增效基因的方法提高育种效率。二、短季棉早熟及相关性状的QTL定位以百棉2号×TM-1组合构建的F2为作图群体,利用SSR标记和Joinmap 3.0软件构建遗传连锁图,利用WinQTLCart2.5的复合区间作图法对8个早熟及相关性状在F2群体中进行QTL定位。结果如下:1.构建了一张含152个SSR标记、40个连锁群、总长1010.3cM、覆盖棉花基因组的22.6%、标记间平均距离为5.91cM的短季棉分子标记遗传连锁图谱。该图谱是短季棉陆陆杂交标记密度最大的第一张遗传连锁图谱。得到的40个连锁群已定位到相应的21条染色体上,为短季棉分子遗传图谱进一步饱和奠定了良好的基础。2.检测出22个控制早熟及相关性状的QTL,其中包括4个生育期QTL、2个苗期QTL、5个蕾期QTL、3个花铃期QTL、1个果枝始节高度QTL、1个果枝始节QTL、2个铃重QTL和4个衣分QTL,分别解释表型变异的1%-16%、8%-44%、5%-46%、1%-10%、10%、6%、6%-7%和5%-24%。3.分子标记检测到的主效QTL与主基因-多基因分析结果得到了很好的互补验证。不同性状的QTL在染色体区段上成簇分布,表明棉花基因组中可能存在高度重复的基因富集区,与早熟性状相关的基因可能紧密连锁或一因多效,从分子水平上解释了它们之间的遗传相关关系。控制早熟及相关性状的QTL增效基因主要来自百棉2号,其遗传效应以显性效应为主。本研究检测到的主效QTL可用于短季棉标记辅助选择育种。

全文目录


摘要  6-8
ABSTRACT  8-11
主要缩略词表  11-12
第一章 绪论  12-27
  1.1 短季棉遗传育种研究进展  12-17
    1.1.1 短季棉及其类型  12
    1.1.2 短季棉遗传研究进展  12-15
    1.1.3 短季棉育种研究进展  15-17
  1.2 棉花QTL 定位研究进展  17-24
    1.2.1 QTL 的定位方法  17-22
    1.2.2 棉花重要农艺性状的QTL 定位  22-24
  1.3 基于QTL 定位的棉花MAS 育种研究进展  24-26
  1.4 研究目的与意义  26-27
第二章 短季棉早熟及相关性状的混合遗传  27-48
  2.1 材料和方法  27-29
    2.1.1 试验材料  27-28
    2.1.2 试验方法  28-29
  2.2 结果与分析  29-45
    2.2.1 生育期的混合遗传  29-36
    2.2.2 苗期的混合遗传  36-37
    2.2.3 蕾期的混合遗传  37-38
    2.2.4 花铃期的混合遗传  38-40
    2.2.5 果枝始节高度的混合遗传  40-41
    2.2.6 果枝始节的混合遗传  41-42
    2.2.7 铃重的混合遗传  42-44
    2.2.8 衣分的混合遗传  44-45
  2.3 讨论  45-48
    2.3.1 短季棉早熟及相关性状的遗传模型  45-46
    2.3.2 短季棉早熟及相关性状的增效基因来源  46
    2.3.3 短季棉早熟及相关性状的遗传率  46-47
    2.3.4 短季棉早熟及相关性状的遗传模式  47-48
第三章 短季棉早熟及相关性状的QTL 定位  48-62
  3.1 材料和方法  48-49
    3.1.1 亲本及作图群体的构建  48-49
    3.1.2 DNA 分子标记试验  49
    3.1.3 数据分析  49
  3.2 结果与分析  49-59
    3.2.1 亲本及群体性状的表型分析  49-50
    3.2.2 分子标记鉴定与遗传图谱构建  50-51
    3.2.3 早熟及相关性状QTL 分析  51-59
  3.3 讨论  59-62
    3.3.1 短季棉遗传连锁图谱  59
    3.3.2 短季棉DNA 标记的多态性  59
    3.3.3 短季棉早熟及相关性状的主-多基因分析与主效QTL 定位的相互验证  59-60
    3.3.4 短季棉早熟及相关性状QTL 在染色体上的成簇分布  60-62
第四章 全文结论  62-63
参考文献  63-72
攻读硕士期间发表论文  72-73
致谢  73

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 经济作物 > 纤维作物 > 棉
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