陆地棉染色体片段代换系（BC5F3和BC5F3︰4）产量和纤维品质性状表现的初步评价

本研究以海岛棉海1为供体亲本,陆地棉中棉所36为轮回亲本构建了一套棉花染色体片段代换系,通过对BC5F3和BC5F3∶4这两个世代材料表型数据的分析,结果显示,同年份中与轮回亲本比较,群体各性状的极差和遗传变异系数都比较大;1942个BC5F3单株群体中衣分最高达49.57%,超轮回亲本比例为71.78%,纤维断裂比强度最高为36.5cN/tex;658个BC5F3∶4株行群体中纤维上半部平均长度最大值32.25mm,超轮回亲本比例为47.57%,断裂比强度最高达到32.2cN/tex,超轮回亲本比例为40.27%;通过相关性分析,主要产量性状和纤维品质性状在两个世代间呈极显著正相关,衣分与纤维长度及强度在群体内呈极显著负相关。这些结果表明,通过高代回交后连续自交得到的染色体片段代换系群体中存在丰富的遗传变异,含有大量具有丰产、纤维品质优异的单株,两个世代材料具有较好的一致性与稳定性;产量和品质同步改良还存在一定难度。本研究为进一步的近等基因系分析、基因克隆、基因聚合效应分析等储备了大量的研究材料。     

陆地棉抗黄萎病基因的分子标记定位

棉花黄萎病是棉花生长过程中最具破坏力的病害之一,在世界范围内流行.棉花黄萎病已成为棉花生产中的主要障碍.减轻棉花黄萎病损失最为经济、安全、有效的办法就是培育和推广抗病品种.本研究利用抗黄萎病品系60182和感黄萎病品种军棉1号为亲本配制杂交组合,对陆地棉抗黄萎病性状进行遗传分析和抗病基因分子标记定位.用主基因＋多基因混合遗传模型和P1,P2,F1,B1,B2和F2六世代联合分析的方法对病叶比例性状进行遗传分析.结果表明,接种BP2,VD8,T9和三者等浓度混合病菌时,抗病性都受两对加性-显性-上位性主基因控制,陆地棉60182的抗病性在各个分离世代都以主基因遗传为主.运用F2为作图群体构建了一个含139个标记位点,31个连锁群,总长1165cM的分子标记连锁遗传图谱,标记平均距离为8.38cM,覆盖棉花全基因组的25.89%.调查229个F2：3家系各时期平均病级代表F2单株抗病性,结合连锁遗传图谱,复合区间作图检测QTL.结果显示,在60182上,接种BP2时检测到4个QTL位于D7染色体上,4个QTL位于D9染色体上;接种VD8时,有5个QTL位于D7染色体上,9个QTL位于D9染色体上;接种T9时,有4个QTL位于D7染色体上,5个QTL位于D9染色体上;接种混合病菌时,有3个QTL位于D7染色体上,7个QTL位于D9染色体上.60182在不同调查时期对4种黄萎病菌的抗性QTL都集中在D7、D9两条染色体上,形成两个明显的抗病QTL集中区.这一结果与两对主基因的遗传模式相吻合,充分表明陆地棉抗黄萎病品系60182兼具对落叶型,非落叶型黄萎病菌的广谱抗性.同时与陆地棉抗黄萎病QTL连锁的分子标记可加速抗黄萎病基因的应用,为培育稳定高抗黄萎病新材料提供有价值的理论依据.     

陆地棉皱缩叶突变体基因wr3的初步定位

陆地棉皱缩叶突变体是本项目组自主发现的一种自然突变体。前期对其表型性状的观察发现该突变体的农艺性状有别于前人已报道的皱叶突变体;通过陆陆杂交世代群体对其遗传规律的研究表明, 皱缩叶突变性状是受一对完全隐性基因wr3控制的质量性状。文章以皱叶突变自交系L037和海7124为亲本配置组合得到的海陆杂交F2为作图群体, 利用本实验室遴选的平均覆盖棉花26对染色体上的234对SSR引物(每染色体相对等距离分布9对引物), 通过对双亲以及近等基因池的筛选, 共得到12对多态性引物。用这些引物检测F2作图群体每个单株的标记基因型, 经Join Map 4.0分析显示, 位于Chr.21的引物BNL3279与目的基因连锁, 二者间的遗传距离为28.7 cM。随后对Chr.21上的其他引物进一步筛选, 共得到16对与目的基因连锁的标记, 其中与目的基因距离最近的标记NAU3740的遗传距离为4.8 cM, 另一侧标记cgr5428的遗传距离为10.4 cM。由此推定, 皱缩叶突变体基因wr3在棉花第21染色体上。     

陆地棉脂肪酶基因克隆及氨基酸序列分析

根据陆地棉(Gossypium hirsutum L.)EST序列设计一对引物,采用RT-PCR方法从萌发的棉籽中获得了脂肪酶(triacylglycerol acylhydrolases,EC 3.1.1.3)基因,该基因编码483个氨基酸;比对结果显示,棉籽脂肪酶与拟南芥、水稻、蓖麻等脂肪酶相似性较低,具有由Ser-Asp-His组成的三联体催化活性中心,在亲核Ser残基周围有GXSXG保守序列.软件预测显示该脂肪酶为可溶性蛋白,分子量约为55.4 kD,等电点为9.07,不含N端信号肽,亚细胞定位可能是过氧化物酶体或胞质溶胶.     

陆地棉主要产量相关性状的SSR标记关联分析

高产优质育种是我国棉花育种的主要目标。寻找与目标性状关联的分子标记,可克服常规育种的盲目性,提高分子标记辅助选择育种的准确性。本研究对118份陆地棉种质资源的衣分、单铃重、单株铃数及子指等4个产量相关性状进行2年2点的表型鉴定,并利用覆盖全基因组的、有多态性的214对SSR标记进行标记与性状的关联分析。结果表明:118份材料的4个产量相关性状表型变异丰富,平均变异系数的变幅在6.1%~19.1%之间,且在各环境中表现较为稳定;基因型分析表明,214对标记共检测到460个等位变异,基因多样性指数平均为0.5151,PIC值平均为0.4587,表明该批标记具有较多的等位变异数和较高的基因多样性;群体结构分析表明该批材料可分为4个亚群,且各类群中材料与地理来源无对应关系;关联分析结果显示,在显著条件下(-log10P1.3,P0.05),共有39个标记位点能够在2个及2个以上的环境中同时检测到,其中有4个标记位点同时与2个以上性状相关联,进一步比较发现,有7个位点与前人研究结果一致,其余32个位点为新发现的位点。研究结果可为陆地棉产量性状遗传改良的分子标记辅助选择提供理论依据。     

134份国外陆地棉种质主要农艺性状与纤维品质性状的遗传多样性分析

为拓宽本地棉花种质基因库,筛选适于作杂交亲本的种质资源,以134份国外棉花种质为试验材料,研究了其主要品质与农艺性状的变异情况、遗传多样性指数、品质性状间的相关性,并以主要农艺与品质性状为指标,对134份种质进行了聚类分析和主成分分析。结果表明,纤维品质性状中整齐度指数的遗传多样性指数(5.16)最高,马克隆值的变异系数(11.96%)最大,农艺性状中霜前衣分的遗传多样性指数(5.42)最高,不孕籽率的变异系数(49.18%)最大,参试种质的遗传多样性丰富;整齐度指数与上半部平均长度、断裂比强度均呈极显著正相关,断裂比强度与上半部平均长度间也呈极显著正相关;10个农艺性状和5个品质性状的主成分分析结果表明,前6个主成分的累计贡献率达75.277%;Ward法聚类将134份参试种质按品质性状分为5类,其中第Ⅱ类群的35份种质棉纤维品质性状表现最好,按农艺性状分为3类,其中第Ⅰ类群的58份种质产量最高。通过综合35份纤维品质优异的种质与58份农艺性状优异的种质筛选出美1870、美1884、FM1830等14份品质与产量俱佳的优异种质。     

四倍体栽培棉种产量和纤维品质性状的QTL定位

陆地棉和海岛棉是两个不同的四倍体栽培种 ,但在生产上各有其特点 ,陆地棉丰产性强 ,海岛棉纤维品质优良 ,利用其种间杂交群体定位产量和品质性状的QTL ,对于分子标记辅助的海岛棉优质纤维向陆地棉转移很有意义。以SSR和RAPD为分子标记 ,陆地棉与海岛棉杂种 (邯郸 2 0 8×Pima90 )F2 群体为作图群体 ,构建了一张含 12 6个标记的遗传图谱 ,包括 6 8个SSR标记和 5 8个RAPD标记 ,可分为 2 9个连锁群 ,标记间平均距离为 13 7cM ,总长1717 0cM ,覆盖棉花总基因组约 34 34% ;以遗传图 12 6个标记为基础 ,对F2 :3 家系符合正态分布的 10个农艺性状及纤维品质性状进行全基因组QTL扫描 ,结果发现 2 9个QTL分别与产量和品质性状有关。其中与衣指、籽指、皮棉产量、子棉产量、衣分等产量性状相关的QTL分别有 1、3、5、6和 1个 ,与纤维长度、整齐度、强度、伸长率和马克隆值等品质性状相关的QTL分别有 2、4、2、4和 1个。各QTL解释的变异量在 12 4 2 %～ 47 0 1%之间。其中比强度有关的 2个QTL能够解释的表型变异率分别为 34 15 %和 13 86 %。     

转FBP7::iaaM基因陆地棉种质冀资139纤维品质性状杂种优势分析

提高棉花(Gossypium hirsutum)产量兼顾改良纤维品质是棉花育种的重要目标,而优良种质创新是品种改良的基础。FBP7::iaaM基因能够调控棉花胚珠表皮细胞IAA的含量,进而促进棉纤维发育的起始。利用含有FBP7::iaaM基因的种质IF1-1,通过常规杂交育种手段实现了目的基因向骨干亲本的转移,培育了优...     

陆地棉花药愈伤组织的诱导和继代培养

花药培养是自６０年代以来发展起来的一项生物技术,旨在诱导出单倍体花粉植株,应用于育种实践和基础研究〔１〕。以单倍体植株为基础的单倍体育种被认为在以下几个方面具有优越性：第一,缩短育种年限;第二,排除杂种优势对后代选择的干扰〔２,３〕。此外,花药培养在...     

双价抗虫基因陆地棉转化植株的获得

利用根癌农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ（ＳｍｉｔｈｅｔＴｏｗｎｓｅｎｄ）Ｃｏｎｎ）介导法将含有豌豆外源凝集素（ｐｅａｌｅｃｔｉｎ,ＰＬｅｃ）基因和大豆Ｋｕｎｉｔｚ型胰蛋白酶抑制剂（ｓｏｙｂｅａｎＫｕｎｉｔｚｔｒｙｐｓｉｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒ,ＳＫＴＩ）基因的双价抗虫基因植物表达载体ｐＢｉｎＬＫ用于陆地棉（ＧｏｓｙｐｉｕｍｈｉｒｓｕｔｕｍＬ．）栽培品种“新陆早１号”、“新陆中２号”、“冀合３２１”和“辽９”的转化。棉花无菌苗下胚轴经过与根癌农杆菌共培养、卡那霉素抗性愈伤组织的筛选、体细胞胚状体的诱导和植株再生等阶段成功地获得了双价抗虫基因陆地棉转化植株。ＮＰＴⅡ的ＥＬＩＳＡ检测、ＰＣＲ鉴定和ＰＣＲＳｏｕｔｈｅｒｎ检测证实,两个外源抗虫基因同时存在于再生植株基因组内。抗虫测试结果表明,转基因棉株对棉铃虫（ＨｅｌｉｏｔｈｉｓａｒｍｉｇｅｒａＨｕｂｎｅｒ）幼虫具有较强的抗性