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陆地棉中棉所36背景的海岛棉染色体片段代换系(BC5F3、BC5F3:4、BC5F3:5)的评价及QTL定位

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摘要

英文缩略表

引言

第一章 文献综述

1.1 遗传标记

1.1.1 DNA分子标记的特点

1.1.2 DNA分子标记的类型

1.1.3 简单重复序列的应用

1.2 染色体片段代换系

1.2.1 构建染色体片段代换系的原理

1.2.2 染色体片段代换系的鉴定及长度估计

1.2.3 染色体片段代换系的应用

1.3 数量性状位点(QTL)定位的研究

1.3.1 数量性状位点定位的原理及方法

1.3.2 数量性状位点作图群体的分类

1.3.3 棉花数量性状位点定位的研究进展

1.4 立题依据及研究的意义

第二章 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 亲本材料

2.1.2 染色体片段代换系(CSSLs)的培育

2.2 方法

2.2.1 表型性状调查

2.2.2 基因组DNA提取

2.2.3 SSR分子检测

2.2.4 分析数据

第三章 实验结果与分析

3.1 表型性状分析

3.1.1 纤维产量统计分析

3.1.2 纤维品质性状的统计分析

3.2 染色体片段代换系的基因型分析

3.2.1 BC5F3单株(408个)的基因型分析

3.2.2 408个BC5F3单株中14条染色体的海岛棉片段渐渗情况

3.2.3 纤维品质表现突出的BC5F3单株海岛棉导入情况

3.3 QTL定位分析

3.3.1 产量相关QTL定位

3.3.2 纤维品质相关QTL定位

第四章 讨论

4.1 染色体片段代换系的评价与应用

4.2 QTL成簇分布和共连锁现象

4.3 QTL增效基因的来源

4.4 与前人QTL定位结果的比较

第五章 全文结论

5.1 BC5F3单株的海岛棉渐渗情况

5.2 利用染色体片段代换系进行QTL定位

5.3 染色体片段代换系的评价及应用

参考文献

致谢

作者简介

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摘要

棉花是重要的经济作物,在纺织工业中占有重要的地位。我国陆地棉栽培品种种植面积广,产量高,但纤维品质处于中等水平;海岛棉纤维品质优良,抗黄萎病但是产量不高。将海岛棉的优异基因导入陆地棉中,可以拓宽陆地棉的遗传基础,对棉花产量和品质的同步改良意义重大。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,构建染色体片段代换系(BC5F3、BC5F3∶4、BC5F3∶5)。2009年在河南安阳种植BC5F3单株,2010年河南安阳种植BC5F3∶4株行,2011年分别在3个地点(河南安阳、新疆石河子和辽宁辽阳)种植BC5F3∶5株系,评价其产量和纤维品质。在已经构建的遗传图谱上筛选SSR标记,对408个BC5F3单株进行分子鉴定,定位产量和纤维品质QTL,为进一步精细定位QTL、分子标记辅助选择、基因克隆等奠定基础。
  1、利用14条染色体的224个SSR标记对408个BC5F3单株进行了分子检测,检测长度为2339.1cM,在检测区域内BC5F3单株回复到轮回亲本中36背景的比例为85.5%-100%,平均比例为97.3%。导入的海岛棉渐渗片段平均为62.2cM,占检测长度的比例为2.6%,最长的渐渗片段为339.2 cM,最短为2.3 cM;每个单株海岛棉纯合片段平均长度为38.4 cM,占检测长度的1.6%,最长的片段为226.9 cM,最短的片段为2.3 cM;导入杂合片段的平均长度为23.8 cM,占检测长度的1.0%,最长片段为184.8 cM,最短片段为2.3 cM。408个单株中,15株没有检测到海岛棉渐渗片段;47株检测到1个海岛棉渐渗片段,其中有39株含有1个海岛棉纯合片段;60株检测到2个海岛棉渐渗片段,其中32株全部是纯合海岛棉片段;60株含有3个海岛棉片段;226株含有4个及4个以上代换片段。
  2、利用QTL IciMapping V3.2软件对染色体片段代换系材料(BC5F3单株、BC5F3∶4株行和BC5F3∶5株系)进行QTL定位,共检测到70个控制产量和29个控制纤维品质的QTL,分布在13条染色体上,解释的表型变异为2.57%~23.07有35个QTL在多个环境下被检测到:19个QTL(株高3个、单株铃数4个、衣分2个、籽指2个、上半部平均长度4个、断裂比强度1个、马克隆值2个、整齐度1个)在2个环境下被检测到;7个QTL(株高2个、单株铃数1个、籽指1个、上半部平均长度3个)在3个环境下被检测到;6个QTL(株高1个、籽指2个、马克隆值3个)在4个环境下被检测到;有3个衣分QTL在5个环境下被检测到。这些在多个环境中稳定的QTL可用于棉花标记辅助选择育种。
  3、利用SSR标记综合评价BC5F3单株、BC5F3∶4株行和BC5F3∶5株系群体,筛选出10个纤维品质表现优异的代换系材料,导入的海岛棉代换片段个数在1-13个之间,大部分单株的断裂比强度在30.00 cN/tex以上,上半部平均长度在30.00 mm以上。利用这些代换系材料可以进一步筛选染色体单片段代换系,精细定位纤维品质性状基因。

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