论文部分内容阅读
棉花是重要的油料和经济作物，也是世界上纺织纤维的重要来源。棉花的生长常常受到非生物胁迫，特别是干旱胁迫的影响，导致棉花产量下降甚至死亡。花铃期是棉花生长发育和水肥需求最关键的时期，此时期缺水对棉花的产量与品质产生重大影响。棉花陆海杂交重组自交系群体是将陆地棉和海岛棉优良性状结合的群体。本研究以抗旱型的陆地棉材料中07为母本、干旱敏感型的海岛棉材料新海20号为父本构建的F2:6陆海杂交重组自交系群体为试验材料，在花铃期进行干旱胁迫处理，对群体材料进行抗旱性鉴定，并用BSA法对群体中极端材料进行分析，挖掘与抗旱相关的候选基因。为今后研究棉花抗旱能力和抗旱基因提供依据。主要研究结果有以下几方面：
(1)根据相关性分析，性状之间对干旱胁迫存在稳定极强的协同变化趋势，在农艺指标方面有株高(PH)与果枝数(FBN)，果枝数(FBN)与有效果枝数(EFBN)，铃数(BN)、有效铃数(EBN)与有效果枝数(EFBN)，铃数(BN)与有效铃数(EBN)，籽棉(CSY)、皮棉(CLY)与单铃重(SBW)，籽棉(CSY)与皮棉(CLY)，皮棉(CLY)与衣分(LP)；在生理方面有叶绿素b(Chl-b)、总叶绿素(Chl-t)与叶绿素a(Chl-a)，叶绿素b(Chl-b)与总叶绿素(Chl-t)，超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)。性状之间对干旱胁迫存在稳定的极强的拮抗变化趋势有光合性状方面的净光合速率(A)与细胞间二氧化碳浓度(Ci)、水蒸气压亏缺(VPD)，水分利用效率(WUE)与细胞间二氧化碳浓度(Ci)、水蒸气压亏缺(VPD)，蒸腾速率(E)与水蒸气压亏缺(VPD)，细胞间二氧化碳浓度(Ci)与水蒸气压亏缺(VPD)。
(2)根据主成分分析，在农艺性状方面的株高(PH)、铃数(BN)、有效铃数(EBN)、籽棉(CSY)、皮棉(CLY)、衣分(LP)，光合方面的净光合速率(A)、蒸腾速率(E)、水分利用效率(WUE)、细胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔导度(gs)，生理生化方面的叶绿素(Chl)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)在干旱胁迫状态下的变化均较为明显。
(3)由系统聚类方法进行抗旱等级划分，在农艺性状方面，沙湾和奎屯地区均划分了4个类群，分别为强抗旱型、中抗旱型、抗旱型和干旱敏感型，在两个地区中亲本中07均划分在抗旱型类群，新海20号划分在干旱敏感型类群，群体材料表现出对干旱敏感的有9份，表现出抗旱的有8份。在光合性状方面，沙湾和奎屯地区均划分为了5个类群，分别是强抗旱型、中抗旱型、抗旱型、干旱敏感型和干旱极敏感型。在两个地区中，亲本中07划分在中抗旱型类群，新海20号划分在干旱敏感型类群。群体材料均表现出对干旱敏感或者极敏感的有9份，表现出抗旱的有5份，表现出中抗旱或者强抗旱的有4份。在生理方面，沙湾地区划分为4个抗旱类群，分别是强抗旱型、中抗旱型、抗旱型和干旱敏感型。奎屯地区划分为5个类群，分别是强抗旱型、中抗旱型、抗旱型、干旱敏感型和干旱极敏感型。在两地区中，亲本中07划分在中抗旱型类群，新海20号划分在抗旱型类群。群体材料均表现出抗旱的有12份，表现出中抗旱或者强抗旱的有8份。
(4)以农艺和产量性状筛选抗旱性强的材料和干旱性敏感的材料分别构建抗性池和敏感池，利用BSA重测序技术，将控制棉花抗旱性强弱基因初步定位到4个相关侯选区域，总长度为21.98Mb，关联区域内共注释到基因1000个。并借助GO数据库注释结果，预测到参与棉花抗旱性的调控的基因有106个，与干旱胁迫有关的基因有44个。
(1)根据相关性分析，性状之间对干旱胁迫存在稳定极强的协同变化趋势，在农艺指标方面有株高(PH)与果枝数(FBN)，果枝数(FBN)与有效果枝数(EFBN)，铃数(BN)、有效铃数(EBN)与有效果枝数(EFBN)，铃数(BN)与有效铃数(EBN)，籽棉(CSY)、皮棉(CLY)与单铃重(SBW)，籽棉(CSY)与皮棉(CLY)，皮棉(CLY)与衣分(LP)；在生理方面有叶绿素b(Chl-b)、总叶绿素(Chl-t)与叶绿素a(Chl-a)，叶绿素b(Chl-b)与总叶绿素(Chl-t)，超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)。性状之间对干旱胁迫存在稳定的极强的拮抗变化趋势有光合性状方面的净光合速率(A)与细胞间二氧化碳浓度(Ci)、水蒸气压亏缺(VPD)，水分利用效率(WUE)与细胞间二氧化碳浓度(Ci)、水蒸气压亏缺(VPD)，蒸腾速率(E)与水蒸气压亏缺(VPD)，细胞间二氧化碳浓度(Ci)与水蒸气压亏缺(VPD)。
(2)根据主成分分析，在农艺性状方面的株高(PH)、铃数(BN)、有效铃数(EBN)、籽棉(CSY)、皮棉(CLY)、衣分(LP)，光合方面的净光合速率(A)、蒸腾速率(E)、水分利用效率(WUE)、细胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔导度(gs)，生理生化方面的叶绿素(Chl)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)在干旱胁迫状态下的变化均较为明显。
(3)由系统聚类方法进行抗旱等级划分，在农艺性状方面，沙湾和奎屯地区均划分了4个类群，分别为强抗旱型、中抗旱型、抗旱型和干旱敏感型，在两个地区中亲本中07均划分在抗旱型类群，新海20号划分在干旱敏感型类群，群体材料表现出对干旱敏感的有9份，表现出抗旱的有8份。在光合性状方面，沙湾和奎屯地区均划分为了5个类群，分别是强抗旱型、中抗旱型、抗旱型、干旱敏感型和干旱极敏感型。在两个地区中，亲本中07划分在中抗旱型类群，新海20号划分在干旱敏感型类群。群体材料均表现出对干旱敏感或者极敏感的有9份，表现出抗旱的有5份，表现出中抗旱或者强抗旱的有4份。在生理方面，沙湾地区划分为4个抗旱类群，分别是强抗旱型、中抗旱型、抗旱型和干旱敏感型。奎屯地区划分为5个类群，分别是强抗旱型、中抗旱型、抗旱型、干旱敏感型和干旱极敏感型。在两地区中，亲本中07划分在中抗旱型类群，新海20号划分在抗旱型类群。群体材料均表现出抗旱的有12份，表现出中抗旱或者强抗旱的有8份。
(4)以农艺和产量性状筛选抗旱性强的材料和干旱性敏感的材料分别构建抗性池和敏感池，利用BSA重测序技术，将控制棉花抗旱性强弱基因初步定位到4个相关侯选区域，总长度为21.98Mb，关联区域内共注释到基因1000个。并借助GO数据库注释结果，预测到参与棉花抗旱性的调控的基因有106个，与干旱胁迫有关的基因有44个。