陸海種間圖譜加密與染色體結(jié)構(gòu)變異分析.pdf

1、棉花是世界上最重要的天然纖維作物，同時也是重要的油料作物。棉屬約有52個種，包括7個異源四倍體棉種和45個二倍體棉種，其中4個經(jīng)過人類馴化成為了栽培種，分別為二倍體的草棉和亞洲棉以及四倍體的陸地棉和海島棉。作為現(xiàn)在世界上種植面積最廣的兩個異源四倍體栽培品種，陸地棉豐產(chǎn)性好、適應(yīng)性廣，生產(chǎn)了全世界95％以上的原棉，但陸地棉纖維品質(zhì)較差，并且人為選擇也使得種內(nèi)遺傳基礎(chǔ)比較狹窄。而海島棉纖維品質(zhì)優(yōu)異，對黃萎病具有較強的抗性，但其產(chǎn)量較低使得種

2、植面積較小。棉花育種注重產(chǎn)量和品質(zhì)的同時提高，近年來，將海島棉纖維品質(zhì)優(yōu)良的性狀導(dǎo)入到陸地棉中是改良陸地棉纖維品質(zhì)的重要途徑。但利用傳統(tǒng)育種方法對棉花種質(zhì)進行改良周期長，效率低。分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展為棉花育種開辟了快速準(zhǔn)確的新途徑。通過分子標(biāo)記構(gòu)建棉花遺傳連鎖圖譜，不僅可以用于研究基因組的結(jié)構(gòu)和變異，而且還是QTL定位、圖位克隆以及分子標(biāo)記輔助育種等研究的重要基礎(chǔ)，可大大促進棉花纖維產(chǎn)量以及纖維品質(zhì)的改良。
　　在物種進化過程中，染

3、色體結(jié)構(gòu)變異是普遍存在的一種現(xiàn)象。染色體結(jié)構(gòu)變異可能與植物抗病、產(chǎn)量品質(zhì)等性狀息息相關(guān)。在棉花中，這些染色體重排可能與棉花纖維發(fā)育有關(guān)，而研究棉纖維發(fā)育一直是棉花研究工作者的一個重要課題，因此將這些基因組結(jié)構(gòu)變異研究清楚對于深入理解棉纖維形成的分子機制具有重要的意義。
　　本研究在實驗室前期構(gòu)建的陸海種間遺傳圖譜基礎(chǔ)上，根據(jù)亞洲棉基因組序列開發(fā)SSR引物，構(gòu)建了一張新的高密度陸海種間遺傳圖譜。此外，通過比較標(biāo)記在遺傳圖譜和棉花基因

4、組所對應(yīng)的物理位置，對棉花基因組結(jié)構(gòu)進行了分析，研究結(jié)果為不同棉種的起源、進化、優(yōu)異等位基因挖掘等研究了奠定基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下：
　　1.（陸地棉×海島棉）BC1群體遺傳連鎖圖譜加密
　　利用根據(jù)亞洲棉基因組序列新開發(fā)的13007對SSR引物，篩選親本中棉所35與Pima S7之間的多態(tài)性，共有1762對引物在親本間表現(xiàn)出多態(tài)性，多態(tài)性比例為13.55%。隨后以多態(tài)性引物對94個BC1單株進行群體基因型檢測，獲得1961個標(biāo)

5、記位點。將新獲得的標(biāo)記與實驗室之前定位到圖譜上的4052個標(biāo)記進行遺傳連鎖分析，構(gòu)建了一張包含6009個位點的高密度陸海種間遺傳連鎖圖譜。圖譜總長度為3863.97cM，標(biāo)記間平均距離為0.64cM。偏分離檢測結(jié)果顯示，6009個位點共有898（14.91%）偏離孟德爾分離比。
　　2.遺傳圖譜與物理圖譜之間共線性分析
　　根據(jù)遺傳圖譜上標(biāo)記在陸地棉、海島棉、亞洲棉以及雷蒙德氏棉基因組中位置構(gòu)建物理圖譜。遺傳圖譜在與陸地棉和

6、海島棉物理圖譜進行共線性分析時發(fā)現(xiàn)，除第5、第8染色體上各有一段倒位外，遺傳圖譜與物理圖譜完全一致；與二倍體祖先種物理圖譜共線性分析時，在2和3、4和5之間均發(fā)現(xiàn)相互易位現(xiàn)象，遺傳圖譜與雷蒙德氏棉所構(gòu)建的物理圖譜共線性較高，并在遺傳圖譜與雷蒙德氏棉之間發(fā)現(xiàn)17個倒位、2個相互易位以及7個簡單易位。而在比較遺傳圖譜與亞洲棉時發(fā)現(xiàn)他們之間共線性較差。
　　3.異源四倍體棉種間基因組結(jié)構(gòu)變異
　　通過比較陸地棉與海島棉物理圖譜之間