陆地棉背景下海岛棉第16染色体片段置换系的构建及相关农艺性状QTL定位

【摘要】全球陆地棉种植面积达95%以上。陆地棉栽培品种产量高、适应性广,但遗传基础狭窄,纤维品质中等,品质类型单一；海岛棉具有纤维品质优良、高抗黄萎病等优点。将纤维品质优良、抗黄萎病的海岛棉优异基因导入到陆地棉栽培品种中,创制优质、高产、抗黄萎病的陆地棉新材料,对拓宽陆地棉遗传种质资源和品种改良具有重要意义。染色体片段置换系(ChromosomeSegmentSubstitutionLines,CSSL),又叫导入系(introgressionlines,ILs),是借助分子标记辅助选择的方法,在相同的遗传背景中导入供体亲本的染色体片段。CSSL的基因组内只有来自供体亲本的一个或少数几个纯合的染色体片段,而其余部分与轮回亲本相同,因此是基因组研究,特别是QTL精细定位和图位克隆的一类理想群体。本研究所用Sub16是以陆地棉遗传标准系TM-1为遗传背景,含海岛棉3-79第16染色体的置换系材料。以TM-1作为受体亲本,置换系Sub16为供体亲本,通过创制BC2F2:3、BC2F2:4群体,借助分子标记辅助选择技术培育了一套以TM-1为背景,含海岛棉3-79第16染色体不同长度片段的置换系——CSSL16系,并利用这套染色体片段置换系进行了相关农艺性状QTL的定位研究。主要研究结果如下：1.CSSL16的培育构建将TM-1和Subl6杂交创造F1,进一步以TM-1为轮回亲本回交2次,将获得的单株进行连续自交,结合本实验室构建的高密度四倍体海、陆遗传图谱中Chr.16上的标记信息,从BC2F1、BC2F2、BC2F2：3至BC2F2：4,进行分子标记辅助选择,从而得到由22个株系构成的CSSL16群体。将该套置换系分别命名为CSSL16-1到CSSL16-22。这套染色体片段置换系共45个导入片段,其中9个株系导入单个片段,占总株系的41%；8个株系导入2个片段,占36%；5个株系导入3个及以上片段,占23%。导入片段总长度为257.81cM,约为该染色体遗传长度的1.98倍,覆盖海岛棉3-79第16染色体基因组的92%,每个株系内被替换的染色体片段长度不完全相同,平均遗传长度为5.7cM,最短的为0.15cM,最长的35.95cM。2.利用CSSL16群体进行相关农艺性状的QTL定位对TM-1、Sub16以及培育的22个Chr.16片段置换系进行农艺性状调查和QTL联合定位分析。农艺性状调查主要包括生育期性状,产量性状,纤维品质性状和种子性状。共鉴定出27个加性效应QTLs,其中检测到与生育期性状相关的QTL4个,分别为现蕾期1个,开花期2个,吐絮期1个；与产量性状相关的QTL6个,分别为单株铃数2个,籽指2个,衣分2个；与纤维品质性状相关的QTL1个,即马克隆值1个；与种子性状相关的QTL16个,分别为蛋白质含量1个,缬氨酸等13种氨基酸含量各1个,油酸C18-1与亚油酸C18-2含量各1个。互作分析进一步检测到109个上位性效应QTLs。研究结果为进一步精细定位目标性状QTL、克隆QTL以及重要性状的分子设计育种奠定了基础。
【作者】付央；
【导师】郭旺珍；
【作者基本信息】南京农业大学，遗传学，2013，硕士
【关键词】染色体片段置换系；分子标记；QTL；TM-1；Sub16；

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