陸地棉矮化突變體Ari1327的形態(tài)、生理和分子標(biāo)記研究.pdf

1、棉花是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，矮化品種具有抗倒伏能力強(qiáng)、適宜密植及機(jī)械化管理的特點(diǎn)，對于減少勞動強(qiáng)度、提高肥料利用率和提高產(chǎn)量具有重要意義，矮化突變體在矮化育種中具有重要的利用價值，同時也是研究植物莖的生長及激素調(diào)控的重要基因資源。矮化突變體Ari1327，平均株高為69.52cm左右，野生型株高為101cm左右，差異極顯著(P<0.01)。
　　 本文對該突變體進(jìn)行了形態(tài)、生理方面的研究，以明確其矮化機(jī)理，并且對其株高與纖維品質(zhì)性

2、狀進(jìn)行了QTL和相關(guān)性分析，旨在為Ari1327在矮化育種中的應(yīng)用和進(jìn)一步的研究提供理論依據(jù)。
　　 主要研究結(jié)果如下：
　　 1.Ari1327的形態(tài)和細(xì)胞水平的研究
　　 本文選擇種子萌發(fā)期、子葉期和現(xiàn)蕾期將突變體和野生型進(jìn)行對比。種子萌發(fā)階段，突變體的芽長度短于野生型(P<0.05)。在子葉期，突變體的下胚軸長度短于野生型(P<0.05)。在現(xiàn)蕾期，突變體株高為野生型的63.88％；突變體的株高、節(jié)間數(shù)目和

3、節(jié)間平均長度與野生型間的差異都達(dá)到了極顯著水平(P<0.01)。除了倒十和倒十一節(jié)間外，突變體與野生型間對應(yīng)節(jié)間長度的差異均達(dá)極顯著水平(P<0.01)，這表明突變體株高的降低主要是由于節(jié)間長度的縮短引起。選擇生長最快的倒三節(jié)間制備橫、縱切片，通過縱向切片對比突變體和野生型細(xì)胞的伸長情況，野生型的細(xì)胞平均長度要大于突變體的細(xì)胞平均長度(P<0.01)，用橫向切片對比韌皮部和木質(zhì)部細(xì)胞的直徑大小，突變體韌皮部和木質(zhì)部細(xì)胞直徑與野生型間的差

4、異均不顯著，由此可知突變體節(jié)間細(xì)胞伸長受到抑制導(dǎo)致節(jié)間長度的縮短。
　　 2.Ari1327的激素敏感性研究爭內(nèi)源激素測定。
　　 為了弄清該突變體的激素缺陷類型，我們選擇與細(xì)胞伸長相關(guān)的激素GA3，BR和IAA，并設(shè)置不同的濃度梯度對Ari1327進(jìn)行激素敏感性研究。結(jié)果表明外施GA3能有效地促進(jìn)矮化突變體株高、節(jié)間平均長度的增加和節(jié)間數(shù)目的增多，處理6次后使突變體株高恢復(fù)至野生型水平；外施BR和IAA對矮化突變體株高

5、的增加沒有作用，較低濃度生長素對矮化突變體株高增加和節(jié)間長度的伸長開始產(chǎn)生抑制作用。本研究把0-6次處理后的株高、節(jié)間數(shù)和節(jié)間平均長度與3種激素進(jìn)行回歸分析。GA3與株高、節(jié)間數(shù)目和節(jié)間平均長度的回歸系數(shù)都達(dá)到了極顯著水平(P<0.01)。BR與株高、節(jié)間數(shù)目和節(jié)間平均長度的回歸系數(shù)值不顯著。IAA與株高和節(jié)間長度的回歸系數(shù)值為負(fù)值，達(dá)到顯著水平(P<0.05)；IAA與節(jié)間數(shù)目的回歸分析系數(shù)不顯著。Ari1327中IAA和GA3含量顯

6、著高于野生型，外源GA3可使突變體中的IAA含量恢復(fù)至野生型水平。突變可能引起IAA合成的相關(guān)基因過量表達(dá)，導(dǎo)致Ari1327中IAA過量累積，高濃度的IAA抑制了生長。
　　 3.Ari1327的株高和纖維品質(zhì)性狀的QTL定位
　　 以陸地棉遺傳標(biāo)準(zhǔn)系TM-1為母本和Ari1327組配雜交組合。利用該組合產(chǎn)生的F2群體對株高和纖維品質(zhì)性狀進(jìn)行QTL分析，共檢測到4個與株高相關(guān)的QTL，分別位于Chr.3、Ch.11、C

7、hr.14和LG6上；6個與纖維品質(zhì)性狀相關(guān)的QTL，其中2個與比強(qiáng)度相關(guān)，分別位于Chr.23和LG5上，其表型貢獻(xiàn)率分別為4.85％和9.85％；1個與馬克隆值有關(guān)的QTL位于LG3上，其表型貢獻(xiàn)率為7.28％；與纖維長度、整齊度和伸長率相關(guān)的QTL均為1個，集中在LG5上，表型貢獻(xiàn)率分別為9.86％、28.35％和28.26％。
　　 4.株高和纖雛品質(zhì)的相關(guān)性分析
　　 對株高和纖維品質(zhì)5項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果