棉纖維發(fā)育相關(guān)基因PI4K、TPS功能標(biāo)記開發(fā).pdf

1、棉花作為世界上重要的經(jīng)濟(jì)作物，其產(chǎn)物纖維是一種重要的紡織原料。隨著人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需要，傳統(tǒng)的棉花育種逐漸被分子標(biāo)記輔助育種所取代。本研究以課題組前期通過轉(zhuǎn)錄組QTL獲得的兩個(gè)纖維品質(zhì)相關(guān)基因?yàn)榛A(chǔ)，開發(fā)相應(yīng)的功能標(biāo)記，為分子標(biāo)記輔助育種積累重要的功能標(biāo)記材料。主要研究結(jié)果如下:
　　1.基于磷脂酰肌醇-4-激酶基因(PI4K)，這一纖維發(fā)育相關(guān)基因。成功開發(fā)了其相應(yīng)的功能標(biāo)記。
　　(1)以PI4K cDNA全長序列

2、為基礎(chǔ)，應(yīng)用棉花二倍體祖先品種亞洲棉(G.arboreum)、雷蒙德氏棉（G.raimondii）基因組數(shù)據(jù)庫，將PI4K基因定位到Ca5和Cd13染色體上。
　　(2)以雷蒙德氏棉PI4K基因序列為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)三對嵌套引物K1、K2、K3，在海島棉(G.barbadense) Pima90-53和陸地棉(G.hirsutum)中棉所8號(hào)基因組中獲得gGbPI4K1、gGbPI4K2、gGhPI4K1和gGhPI4K2四條等位變異序列

3、。
　　(3)開發(fā)PI4K基因特異性標(biāo)記引物，包括兩個(gè)INDEL引物K1-ID-1、K1-ID-12特異性擴(kuò)增PI4K1和兩個(gè)SNP引物K2-5-1、K2-11-1擴(kuò)增PI4K2。其中K1-ID-1在中8和Pima90-53基因組中的擴(kuò)增片段大小分別為350bp和324bp; K1-ID-12在中8和Pima90-53基因組中的擴(kuò)增片段大小分別為293bp和259bp; K2-5-1在中8基因組中無擴(kuò)增片段，在Pima90-53基

4、因組中的擴(kuò)增片段大小為280bp; K2-11-1在中8基因組中無擴(kuò)增片段，在Pima90-53基因組中的擴(kuò)增片段大小為261bp;
　　(4)在含有95個(gè)單株的BC1[(中棉所8號(hào)×Pima90-53)×中棉所8號(hào)]群體中進(jìn)行連鎖遺傳分析，將PI4K1、PI4K2分別定位到了連鎖群D13(c18)、A13(c13)上。在含有176個(gè)單株的BC1[(邯208×Pima90-53)×邯208]群體中進(jìn)行QTL分析，發(fā)現(xiàn)PI4K基因?qū)?/p>

5、陸海間纖維品質(zhì)差異的影響主要來自于Dt亞組的PI4K1。
　　2.基于海藻糖-6-磷酸合成酶(trehalose-6-phosphate synthase，TPS)，這一纖維發(fā)育相關(guān)基因。成功開發(fā)了其相應(yīng)的功能標(biāo)記。
　　(1)以TPS cDNA全長序列為基礎(chǔ)，利用棉花二倍體祖先品種亞中棉G.arboreum)、雷蒙德氏棉（G.raimondii）基因組數(shù)據(jù)庫，將TPS基因定位到Ca4和Cd2染色體上。
　　(2)以雷

6、蒙德氏棉TPS基因序列為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)14對嵌套引物T1-T14，在海島棉(G.barbadense) Pima90-53和陸地棉（G.hirsutum）中棉所8號(hào)基因組中獲得gGbTPS1、gGbTPS2、 gGhTPS1和gGhTPS2四條等位變異序列。
　　(3)開發(fā)TPS基因特異性標(biāo)記引物，包括四對INDEL引物T2-ID-1、T1-ID-2、T2-ID-3、T2-ID-4，其中T1-ID-2特異性擴(kuò)增TPS1，T2-ID-1、

7、T2-ID-3、T2-ID-4特異性擴(kuò)增TPS2。T1-ID-2在中8和Pima90-53基因組中分別得到20Tbp、259bp的擴(kuò)增片段;T2-ID-1在中8和Pima90-53基因組中分別得到341bp、351bp的擴(kuò)增片段;T2-ID-3在中8和Pima90-53基因組中分別得到269bp、284bp的擴(kuò)增片段;T2-ID-4在中8和Pima90-53基因組中分別得到551bp、576bp的擴(kuò)增片段。
　　(4)利用開發(fā)的基

8、因功能標(biāo)記，在含有95個(gè)單株的BC1[(中棉所8號(hào)×Pima90-53)×中棉所8號(hào)]群體中進(jìn)行連鎖遺傳分析，將TPS1、TPS2分別定位到了連鎖群D1(c15)、A1(c1)上。
　　3.利用四倍體遺傳連鎖群中SSR標(biāo)記及PI4K和TPS基因序列在基因組數(shù)據(jù)庫中BLAST，將四倍體遺傳連鎖群映射到二倍體染色體上。連鎖群D13(c18)、A13(c13)、D1(c15)和A1(c1)分別映射到二倍體染色體Cd13、Ca5、Cd2和