棉花纤维品质与产量性状的QTL定位与性状之间的遗传相关性分析

代理获取

页面导航

目录
摘要
著录项
相似文献
相关主题

摘要

棉花是世界上最重要的经济作物之一。棉花农艺性状，纤维品质性状以及产量性状是棉花最重要的三类性状。长久以来，改良棉花的农艺性状，提升棉花纤维品质以及产量是育种家们的重要目标。但是棉花农艺性状，产量性状以及纤维品质性状均为数量性状，受多基因控制，且易受环境影响，尤其是棉花的纤维品质性状与产量性状，它们之间呈现明显的负相关，同步改良这些性状比较困难。近年来，大量研究均阐述了棉花纤维品质性状与产量性状之间的相关性关系，定位与这些性状相关的QTL，并明确它们的加性效应方向。但在全基因组水平上，将性状的相关性与QTL加性效应方向相结合，从而解释棉花纤维产量与品质性状的遗传基础，以及明确纤维产量品质负相关形成机制的研究，目前未见报道。本研究利用陆地棉0-153以及sGK9708作为亲本构建的196个重组自交系群体分析了7个环境农艺性状（株高，果枝数）的表型数据，以及22个环境产量及纤维品质的表型数据。在所分析的株高、果枝数、纤维长度，纤维强度，马克隆值，铃重，衣分，子指共8个性状中，大多数性状存在正向以及负向的超亲分离现象，所有环境所有性状的偏斜度绝对值均小于1，服从正态分布；在农艺性状相关性分析中，株高与果枝数无显著相关性；在纤维产量与品质相关性分析中，纤维长度和纤维强度，纤维强度和子指，纤维长度和子指，马克隆值和铃重，铃重和子指呈现高度或中度正相关；纤维强度和马克隆值，纤维强度和衣分，纤维长度和马克隆值，纤维长度和衣分，衣分和子指呈高度或中度负相关；马克隆值和衣分，纤维强度和铃重，纤维长度和铃重，马克隆值和子指，铃重和衣分呈现低度相关或不相关。结合描述性统计与相关性分析结果，株高与果枝数的7个环境均可进行QTL定位，而纤维品质及产量的22个环境中，共17个环境可以进行QTL定位。利用该RIL群体以及SLAF测序技术开发的SNP标记构建遗传图谱，并结合以前的棉花70K芯片开发的SNP标记以及SSR标记，构建了整合遗传图谱。其中SLAF-SNP标记构建的遗传图谱总共包含5521个标记，总遗传距离为3259.37cM，平均遗传距离为0.78cM；利用三种标记构建的整合遗传图谱包含有8295个标记，总遗传距离为5197.17cM,平均遗传距离为0.63cM。该图谱饱和度高，且覆盖陆地棉全基因组，因此，该图谱是进行相关性状QTL定位等深入研究的重要工具。利用SLAF-SNP构建的遗传图谱以及农艺性状的表型数据，共定位到与株高及果枝数相关的QTL共68个，其中在2个以及2个以上环境可以检测到的稳定QTL共17个（株高9个，果枝数8个）；利用整合遗传图谱及纤维产量及品质性状的表型数据，共定位到与铃重、衣分、子指、纤维长度、纤维强度及马克隆值等6个性状的QTL共983个；其中，能够在3个以及3个以上环境稳定检测到的QTL共有198个（纤维强度33个，纤维长度35个，马克隆值32个，铃重42个，衣分28个及子指27个）。该研究定位了数量最多的与棉花纤维产量及品质相关的稳定QTL。这些结果为明确相关性状的候选基因，功能基因，以及深入研究不同性状之间的遗传相关性奠定了基础。所有与产量纤维品质相关的QTL共形成37个QTL Cluster，这些QTL Cluster中的QTL可以形成59个性状对。其中，28个性状对代表的QTL加性效应方向相同，31个性状对代表的QTL加性效应方向相反。在呈现高度或中度正相关的5对性状（纤维长度与纤维强度，纤维强度与子指，纤维长度与子指，马克隆值与铃重。除了马克隆值与铃重，子指与铃重）中，共包含有27个性状对，其中的25个性状对代表的QTL加性效应方向相同，只有与马克隆值与铃重，子指与铃重相关的2个性状对代表的QTL加性效应方向相反；在呈现高度或中度负相关的5对性状（纤维强度与马克隆值，纤维强度与衣分，纤维长度与马克隆值，纤维长度与衣分，衣分与子指），共包含有16个性状对，且它们代表的QTL加性效应均相反；在呈现低度相关或不相关的5对性状（马克隆值和衣分，纤维强度和铃重，纤维长度和铃重，马克隆值和子指，铃重和衣分）中，共包含有16个性状对，他们所代表的QTL加性效应方向有时相同，有时相反。这些信息为打破棉花纤维品质与产量的负相关，实现棉花纤维品质与产量的同步改良，提供了有用的参考。在37个QTL Cluster中，共有基因1297个，结合棉花纤维发育不同时期转录组及棉花不同组织转录组数据，共有414个基因能够在两套转录组数据中同时表达（FPKM>10）。其中，在GO注释中，总共有63个基因注释在细胞壁上；在KEGG注释中，总共有15个基因注释在淀粉糖代谢上；在KOG注释中，总共有28个基因注释在细胞壁成员与生物功能上。结合上述结果与前人研究，共定位到与纤维品质有关的重要基因共23个。这些基因的确定，为进一步研究棉花纤维发育机制提供了一定的信息。在棉属的三个亚种中，共具有GATA转录因子179个，其中亚洲棉有46个，雷蒙德氏棉有46个，陆地棉有87个；它们总共被分为4个亚家族，且分别包含有75个，52个，32个以及20个GATA转录因子。在陆地棉，亚洲棉，以及雷蒙德氏棉中，共有11，21，12个GATA基因在棉纤维发育时期表达。这些结果有助于研究GATA转录因子在不同棉种中的进化，表达以及功能方面的差异。该研究为进一步明确棉花纤维品质性状及产量性状的遗传基础以及遗传相关性提供了重要基础，同时必将促进棉花纤维品质以及产量的同步改良。

著录项

作者
张震;
展开▼
作者单位

西北农林科技大学;

展开▼
授予单位西北农林科技大学;
学科作物遗传育种
授予学位博士
导师姓名袁有禄,徐爱遐;
年度 2019
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类中国农业经济;
关键词
棉花纤维品质; 产量性状; QTL定位; 遗传;

相似文献

中文文献
外文文献
专利

1. 陆地棉种子品质性状与棉花产量性状的遗传相关性分析 [J] . 王国建 ,朱军 . 棉花学报 . 1996,第006期
2. 利用 AFLP 构建棉花遗传图谱及纤维品质性状 QTL 分析 [J] . 王志伟 ,魏利民 ,谢晓美 . 江苏农业科学 . 2015,第007期
3. 棉花遗传图谱构建及纤维品质性状的 QTLs 定位 [J] . 王志伟 ,魏利民 ,薛薇 . 贵州农业科学 . 2015,第002期
4. 棉花分子遗传图谱构建和纤维品质性状QTL分析 [J] . 杨鑫雷 ,王志伟 ,张桂寅 . 作物学报 . 2009,第012期
5. 利用陆海杂种BC_1群体构建棉花遗传连锁图谱并初步定位产量性状相关的QTL [J] . 李骏智 ,杨泽茂 ,李俊文 . 中国农学通报 . 2009,第9期
6. 利用SSR和SRAP构建四倍体棉花高密度分子遗传图谱及纤维品质性状QTL分析 [C] . 宋宪亮 ,山东农业大学农学院 ,张天真 . 中国棉花学会2005年年会暨青年棉花学术研讨会 . 2005
7. 利用CSSLs进行棉花抗黄萎病、纤维品质和产量性状全基因组QTL定位 [A] . MD HARUN OR RASHID . 2017

棉花纤维品质与产量性状的QTL定位与性状之间的遗传相关性分析

目录

摘要

著录项

相似文献

相关主题

期刊订阅