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国审棉百棉1号高产性状的主基因鉴定与QTL定位

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目录

摘要

主要缩略词表

第一章 绪论

1.1 数量性状遗传模型的鉴定方法

1.1.1 多基因遗传模型的鉴定方法

1.1.2 主基因-多基因遗传模型的鉴定方法

1.1.3 分子标记与QTL定位遗传模型的鉴定方法

1.2 棉花产量相关性状的遗传研究

1.2.1 棉花产量相关性状的遗传力

1.2.2 棉花产量相关性状的基因作用方式

1.2.3 棉花产量相关性状的遗传相关

1.2.4 棉花产量相关性状的杂种优势分析

1.2.5 棉花产量相关性状主基因-多基因的遗传

1.2.6 棉花产量相关性状的QTL遗传效应

1.3 棉花重要数量性状的QTL定位研究进展

1.3.1 产量相关性状

1.3.2 纤维品质性状

1.3.3 抗病性

1.3.4 形态,生理,早熟等性状

1.4 棉花MAS研究进展

1.5 本研究的目的、意义

1.5.1 本研究的目的

1.5.2 本研究的意义

第二章 棉花产量相关性状的主基因鉴定

2.1 材料与方法

2.1.1 亲本材料

2.1.2 群体构建与性状考查

2.1.3 数据分析方法

2.2 结果与分析

2.2.1 分离世代群体的产量相关性状的统计分析

2.2.2 籽棉产量的联合世代分析

2.2.3 他六个产量性状的联合分析

2.3 讨论

2.3.1 棉花产量相关性状的主基因

2.3.2 棉花产量相关性状的遗传率

第三章 棉花产量相关性状的QTL定位

3.1 材料与方法

3.1.1 亲本及作图群体的构建

3.1.2 棉花F2单株叶片DNA提取

3.1.3 分子标记试验

3.1.4 QTL作图

3.2 结果与分析

3.2.1 亲本及群体性状的表型分析

3.2.2 分子标记筛选及遗传图谱构建

3.2.3 产量相关性状的QTL定位

3.3 讨论

3.3.1 增效基因来源与产量性状QTL的遗传模式

3.3.2 产量相关性状QTL在染色体上的成簇分布

3.3.3 棉花产量相关性状共同QTL及其育种利用

3.3.4 棉花产量相关性状的主基因与主效QTL的相互补充验证

第四章 全文结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文

声明

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摘要

培育高产棉花品种依然是目前棉花育种的主目标。棉花产量是一个综合性状,表现出数量性状的遗传特点,由许多因素如籽棉产量、皮棉产量、衣分、单株铃数、铃重、衣指、籽指等构成。研究棉花产量性状的遗传规律对指导棉花产量育种具有十分重要的意义。本研究以高产棉百棉1号和陆地棉遗传标准系TM-1为亲本形成的P1、P2、F1、B1、B2、F2和F2∶3等群体,利用主基因一多基因分离分析方法鉴定棉花产量相关性状的主基因,利用分子标记技术定位棉花产量相关性状的QTL。两种方法相结合,解析棉花产量性状的遗传机理,为利用主基因和主效QTL指导棉花高产育种提供理论依据,研究结果如下:
   1.棉花产量相关性状的主基因鉴定
   利用高产陆地棉百棉1号和中晚熟材料TM-1为亲本构建了该组合的P1、P2、F1、B1、B2和F2群体,应用主基因.多基因遗传模型,研究了陆地棉产量性状的遗传规律。分离分析表明,7个产量相关性状中除铃重和籽指未检测到主基因外,其他性状如籽棉产量、皮棉产量、衣分、单株铃数和衣指等分别检测到的主基因对数分别为1对、2对、1对、1对和1对。通过对各性状的主基因、多基因遗传率进行了分量比较,结果发现,各产量性状的主基因,多基因遗传方式不尽一致,其中,皮棉产量以主基因遗传为主;籽棉产量、籽指、衣分、单株铃数、铃重和衣指均以多基因遗传为主。
   2.棉花产量相关性状的QTL定位
   利用百棉1号xTM-I的F2和F2∶3群体,对产量相关性状进行了QTL分子标记和定位。利用4083对SSR引物对亲本进行多念性筛选,共获得多态性标记位点165个。在F2和F2∶3群体中共检测到50个产量及其构成因素性状QTL,包括籽棉产量4个,皮棉产量8个,衣分10个,单株铃数5个,铃重10个,衣指6个,籽指7个;其中14个显著性QTL的LOD值既大于3又大于permutation阈值;26个QTL的贡献率大于lO%,解释表型变异的10.11%-42.30%;在本文所有检测到的QTL中,66%的QTL的遗传效应表现为显性效应和超显性效应,这说明控制棉花产量相关性状QTL的基因作用方式可能主要表现为显性效应和超显性效应,也为解释植物杂种优势提供了新的依据。本研究还发现产量相关性状QTL在染色体上的成簇分布,50个QTL主要分布在Chr26、Chr19、Chr3、Chr20和Chr2/Chr17上,表明与产量性状相关的基因可能紧密连锁或一因多效。
   本研究的F2和F2:3世代群体共检测到4个产量相关性状共同QTL,分别为衣分QTLqLP-3bcF2)/qLP-3cF2:3和qLP-19b(F2)/qLP-19(F2∶3)、单株铃数QTLqBN-17(F2)/qBN-17(F2∶3)、铃重QTLqBS-26b(F2)/qBS-26(F2∶3).上述检测到的棉花产量相关性状共同QTL具有高的可靠性,可以用于棉花产量性状的标记辅助选择。其中衣分共同QTLqLP-3b(F2)和qLP-3(F2∶3)的LOD值既大于3又大于permutation阈值(分别为5.13和5.29),且在两个世代中分别解释23.47%和29.55%的表型变异,这个QTL在标记辅助选择中应优先考虑。
   另外,本研究中,利用分离分析检测到1对衣分的主基因,正向完全显性,加性效应值等于显性效应值(0.512);利用分子标记技术检测到一个衣分主效QTLqLP-3b(F2)/qLP-3(F2:3)能同时在F2和F2∶3检测到,表现为显性效应,其加性效应值(1.86和1.49)均略小于显性效应值(1.95和1.51)。结果表明分离分析和QTL作图结果具有相对一致性,能够相互验证,为利用主基因和主效QTL进行棉花产量性状的遗传改良提供了理论依据。

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