中國陸地棉品種演化的遺傳學(xué)分析.pdf

1、中國是棉花種植面積最大的國家之一，但我國并不是棉花起源國，棉花的生產(chǎn)和育種都是從引進(jìn)品種發(fā)展起來的。斯字棉2B、岱字棉15等都曾在全國大面積種植，是我國植棉史上對提高棉花產(chǎn)量和纖維品質(zhì)最成功的引進(jìn)品種。正是在這些種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，我國育種家培育了大量的優(yōu)良品種。因此，對斯字棉2B、岱字棉15等這些基礎(chǔ)種質(zhì)的研究有助于了解我國棉花品種培育的基礎(chǔ)，并對育種工作提供有益信息。遺傳多樣性是指種內(nèi)不同種群之間或一個(gè)種群內(nèi)部不同的個(gè)體的遺傳變異，是

2、農(nóng)作物品種遺傳改良的基礎(chǔ)，也是核心種質(zhì)構(gòu)建、雜種優(yōu)勢群劃分和生物信息學(xué)的重要研究內(nèi)容。對陸地棉基礎(chǔ)種質(zhì)及其主要衍生品種遺傳多樣性進(jìn)行研究，可以從育種起源上揭示我國棉花的遺傳基礎(chǔ)，了解現(xiàn)有種質(zhì)的遺傳背景和遺傳多樣性的狀況，為育種家高效發(fā)掘種質(zhì)資源重要性狀基因打下基礎(chǔ)。
　　 本研究利用作為我國棉花品種最主要來源的四個(gè)原始品種：斯字棉2B、福字棉6號、岱字棉15和中棉所7號，通過構(gòu)建四交分離群體作為遺傳作圖群體，利用JoinMap3

3、.0構(gòu)建了一張陸地棉品種間的SSR標(biāo)記遺傳圖譜。該圖譜由58個(gè)連鎖群組成，總長1691.0cM，含有201個(gè)多態(tài)位點(diǎn)。單個(gè)連鎖群的標(biāo)記數(shù)從2個(gè)到13個(gè)，平均3.5個(gè)。長度從1.9cM到90.2cM，平均為29.2cM。兩多態(tài)位點(diǎn)間的平均遺傳距離為8.4cM，覆蓋率為33.8％。其中54個(gè)連鎖群被定位到25條染色體上(D4沒有)。A亞組含24個(gè)連鎖群，D亞組30個(gè)。并用MapQTL V5.0對7個(gè)農(nóng)藝性狀和5個(gè)纖維品質(zhì)性狀進(jìn)行QTL定位，

4、在F2、F2:3兩世代中共檢測到83個(gè)QTL，其中8個(gè)為顯著性QTL，3個(gè)在兩世代中均能檢測到。與農(nóng)藝性狀相關(guān)的QTL59個(gè)，其中有7個(gè)為顯著性QTL。與纖維品質(zhì)性狀相關(guān)的QTL24個(gè)，其中有1個(gè)為顯著性QTL。
　　 本研究同時(shí)以在我國具有代表性的外引及自育的81份陸地棉品種為實(shí)驗(yàn)材料，采用分布于棉花全基因組的207對SSR引物及12個(gè)表型性狀進(jìn)行遺傳多樣性分析，比較不同生態(tài)區(qū)類型和不同系譜來源的棉花品種間的差異。207對引物

5、共檢測到541個(gè)等位變異，基因多樣性指數(shù)(He)平均為0.3174。根據(jù)SSR標(biāo)記檢測結(jié)果，基于遺傳距離的81個(gè)品種的Neighbor-Joining聚類結(jié)果僅和部分系譜一致，這與我國各系統(tǒng)品種相互交雜的事實(shí)相吻合。按不同的生態(tài)區(qū)來源分析，國內(nèi)的遺傳基礎(chǔ)較狹窄，但部分農(nóng)藝和纖維品質(zhì)性狀有較大的改善；國內(nèi)黃河流域和長江流域兩個(gè)棉區(qū)育成的品種間的遺傳相似性很接近，遺傳多樣性水平也相當(dāng)。按不同系譜衍生系分析，被我國育種家廣泛應(yīng)用的岱字棉和斯字

6、棉遺傳距離較近，金字棉和福字棉在表型上有較好的表現(xiàn)。
　　 最后，利用關(guān)聯(lián)分析考察81份陸地棉品種中多個(gè)性狀大多數(shù)QTL的關(guān)聯(lián)位點(diǎn)及其等位變異，綜合分析優(yōu)異等位變異在這81份代表性品種中的變異及傳遞情況。用TASSEL，軟件分析可知，棉花基因組內(nèi)位點(diǎn)間的LD水平較低，常異花的授粉方式和品種培育過程中頻繁的雜交選擇是主要原因。通過關(guān)聯(lián)分析，檢測到大量標(biāo)記位點(diǎn)與農(nóng)藝及纖維品質(zhì)性狀的相關(guān)性，并發(fā)掘出這些標(biāo)記位點(diǎn)的優(yōu)異等位變異，以及含有