棉籽品質(zhì)性狀的胚與母體植株遺傳效應(yīng)及QTL定位研究.pdf

1、棉籽是棉花生產(chǎn)中最重要的副產(chǎn)品，又是棉花生產(chǎn)最基本的生產(chǎn)資料，并廣泛地應(yīng)用于食品、飼料和醫(yī)藥工業(yè)。棉籽品質(zhì)包括棉籽的物理品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，其中棉籽的物理品質(zhì)包括子指、仁指、種仁率、仁殼比等，直接影響棉花的播種品質(zhì);而棉籽的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)包括棉籽的含油率及脂肪酸成分、蛋白質(zhì)含量及氨基酸成分，以及棉酚含量等，直接影響著棉籽的利用價(jià)值。因此，對(duì)棉花種子品種性狀進(jìn)行遺傳研究和QTL定位將有助于通過品種改良提高棉籽的播種品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，直接提高其加工利用

2、率和經(jīng)濟(jì)效益。本研究利用188份陸地棉重組近交系材料，配制成具有376個(gè)組合的回交群體，并采用包括基因型和基因型×環(huán)境互作的雙子葉植物二倍體種子數(shù)量性狀遺傳模型，并在胚、母體、細(xì)胞質(zhì)三套遺傳體系基礎(chǔ)上對(duì)陸地棉種子品質(zhì)性狀的遺傳特性進(jìn)行了研究。同時(shí)，利用188份陸地棉重組近交系材料創(chuàng)制的永久F2群體進(jìn)行多環(huán)境條件下多套遺傳體系的棉籽物理品質(zhì)性狀和油分及其脂肪酸含量的QTL定位分析。其主要研究結(jié)果如下:
　　1、將188個(gè)重組近交系分

3、別與兩個(gè)親本進(jìn)行回交，共獲得376個(gè)F1的回交群體。該群體的棉籽品質(zhì)性狀是典型的數(shù)量性狀，表現(xiàn)連續(xù)的正態(tài)分布，適合于棉籽品質(zhì)性狀的遺傳研究。同時(shí)，將188個(gè)重組近交系按不完全雙列雜交進(jìn)行間交配，獲得402個(gè)永久F2群體，并用其對(duì)主要的棉籽物理品質(zhì)性狀和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀進(jìn)行QTL定位和QTL遺傳效應(yīng)分析。
　　2、利用376個(gè)F1回交群體對(duì)棉花種子品質(zhì)性狀進(jìn)行遺傳效應(yīng)、遺傳率和遺傳相關(guān)性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，子指、種仁率、仁殼比和仁指的

4、基因表達(dá)受遺傳主效應(yīng)控制，以母體遺傳效應(yīng)為主，其次是胚遺傳效應(yīng)，沒有細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)。其中子指性狀主要受母體加性互作效應(yīng)控制，其次受母體加性效應(yīng)、母體顯性效應(yīng)和胚顯性效應(yīng)控制;種仁率性狀主要受母體加性效應(yīng)、母體顯性效應(yīng)和胚加性效應(yīng)控制，其次到受母體加性互作效應(yīng)和胚顯性互作效應(yīng)控制;仁殼比主要受母體加性效應(yīng)和母體顯性效應(yīng)控制，其次受母體加性互作效應(yīng)、母體顯性互作效應(yīng)及胚顯性互作效應(yīng)控制;仁指主要受母體加性效應(yīng)、胚加性和母體顯性效應(yīng)控制，其次受母

5、體加性互作效應(yīng)和母體互作顯性效應(yīng)影響。
　　油分含量和油酸含量主要受母體加性效應(yīng)和母體顯性效應(yīng)控制，其次受母體加性互作效應(yīng)和胚加性互作效應(yīng)控制;棕櫚酸含量和亞油酸含量主要受胚加性互作效應(yīng)和母體顯性互作效應(yīng)。說明油分含量和主要脂肪酸含量受環(huán)境影響較大，在遺傳研究和選擇育種時(shí)，需綜合考慮環(huán)境因素。蛋白質(zhì)和氨基酸含量主要受母體加性效應(yīng)控制，受一定的細(xì)胞質(zhì)互作效應(yīng)的影響。棉酚含量以胚加性效應(yīng)和母體加性效應(yīng)為主，其次受細(xì)胞質(zhì)和母體顯性互作效

6、應(yīng)的影響。
　　3、棉籽品質(zhì)性狀的遺傳率分析結(jié)果表明，子指、種仁率、仁殼比和仁指均以母體遺傳率為主，其次是胚遺傳率，未發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)普通遺傳率及細(xì)胞質(zhì)互作遺傳率。這些性狀在選擇時(shí)可根據(jù)胚和母體植株的總體表現(xiàn)進(jìn)行。油分含量、棕櫚酸含量、油酸含量和亞油酸含量以母體遺傳率為主，胚遺傳率次之，同時(shí)胚互作遺傳率和母體互作遺傳率較大。蛋白質(zhì)和氨基酸含量以母體普通遺傳率為主，細(xì)胞質(zhì)互作遺傳率較顯著。棉酚含量以母體普通遺傳率和細(xì)胞質(zhì)互作遺傳率為主。<

7、br>　　4、棉籽品質(zhì)性狀的遺傳相關(guān)分析結(jié)果表明，物理品質(zhì)性狀間以加性遺傳效應(yīng)相關(guān)為主，母體加性和顯性相關(guān)較明顯。子指與油分含量之間以胚顯性、母體加性和母體顯性相關(guān)為主，與蛋白質(zhì)含量之間以母體加性正相關(guān)和胚顯性負(fù)相關(guān)為主，與棉酚含量之間以胚顯性互作相關(guān)為主。種仁率與油分含量之間以母體加性和母體顯性正相關(guān)為主，與油酸含量之間以母體加性和母體顯性負(fù)相關(guān)為主，與蛋白質(zhì)含量和棉酚含量之間以母體加性正相關(guān)為主。仁殼比與油分含量之間以母體加性和母體

8、顯性正相關(guān)，與油酸含量之間存在顯著的母體加性和母體顯性負(fù)相關(guān)，與亞油酸含量之間存在顯著的母體顯性正相關(guān)，與蛋白質(zhì)含量和棉酚含量之間以母體加性相關(guān)為主。仁指與油分含量、棕櫚酸含量、油酸含量和亞油酸含量之間以母體加性和顯性相關(guān)為主，與蛋白質(zhì)含量以母體加性遺傳相關(guān)為主，與棉酚含量之間以胚加性負(fù)相關(guān)和胚顯性互作相關(guān)為主。油分與蛋白質(zhì)含量之間以胚加性負(fù)相關(guān)為主，與棉酚含量之間存在顯著的胚顯性互作正相關(guān)。蛋白質(zhì)含量與棉酚含量之間以胚顯性互作和母體加

9、性互作負(fù)相關(guān)為主。
　　5、以“永久F2”為群體，采用本實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的重組自交系分子連鎖圖譜，對(duì)幾個(gè)種子物理品質(zhì)性狀和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀在多環(huán)境條件下進(jìn)行兩套體系的QTL定位和QTL遺傳效應(yīng)分析。檢測(cè)到控制籽指(SI)的QTL有2個(gè)，解釋了籽指(SI)總變異的59.73％;控制仁指(KI)的QTL有2個(gè)，共解釋32.95％的表型變異?！瑫r(shí)檢測(cè)到1對(duì)與籽指(SI)相關(guān)的上位性位點(diǎn)。檢測(cè)到控制油分含量的QTL3個(gè)，解釋了14.94％的表型變