达尔文氏棉染色体片段代换系子指和棉仁营养品质性状QTL定位

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棉花是世界上首要的纤维作物,也是重要的蛋白和油料作物。作为棉花主要副产物的棉籽是动物饲料蛋白、食用油脂和生物燃料的重要来源。陆地棉作为主要栽培棉种,经长期驯化与品种选育,导致种内遗传基础狭窄、多样性低。达尔文氏棉为七个异源四倍体棉种之一,在长期自然选择下保留了耐旱、抗线虫、强耐盐、耐贫瘠、棉纤维较细等优良特性,是改良棉花品质的重要基因资源。因此,挖掘达尔文氏棉的优异基因,并将其引入到陆地棉,对陆地棉品种改良具有重要意义。本研究以野生种达尔文氏棉5-7为供体亲本,陆地棉中棉所35(CCRI 35)为受体亲本,构建了含有553个株系的染色体片段代换系(CSSLs)群体。利用傅里叶近红外光扫描仪测定BC3F2:3、BC3F2:4、BC3F2:5和BC3F2:6群体棉仁蛋白质含量、含油量、棕榈酸含量、硬脂酸含量、油酸含量和亚油酸含量,并结合BC3F2基因型对子指和棉仁营养品质性状进行QTL定位,主要研究结果如下:1.达尔文氏棉CSSLs简单序列重复(SSR)分子标记加密在实验室前期研究基础上,本研究又选择179个SSR标记进行群体基因型检测,染色体每隔约5 c M分布1个SSR标记。整合实验室前期结果,共获得552个SSR标记的基因型,26条染色体SSR分子标记覆盖率为92.34%~99.71%,平均覆盖率为98.49%。单株遗传背景恢复率为76.5%~99.8%,平均背景恢复率为91.72%;单株代换片段长度介于7.88 c M~914.47 c M之间,代换率为0.20%~23.20%,平均代换率为8.10%。2.子指和棉仁营养品质性状相关性和方差分析子指与棉仁蛋白质含量呈极显著负相关,蛋白质和含油量作为棉仁中主要的营养物质,两者表现出极显著负相关。棉仁中蛋白质含量与硬脂酸、亚油酸含量之间呈极显著正相关,与棕榈酸含量之间呈极显著负相关。方差分析结果显示,环境和基因型对棉仁营养品质性状有着显著影响,其表型性状由基因与环境共同作用。3.子指和棉仁营养品质性状QTL定位对四个环境子指和棉仁营养品质性状进行QTL定位,共检测到121个QTL(16个子指、19个蛋白质含量、13个含油量、13个棕榈酸含量、19个硬脂酸含量、21个油酸含量、20个亚油酸含量),LOD值范围在2.02~34.3,加性效应值介于-6.85~2.49之间,解释表型变异在2.0%~28.9%之间。在A亚组共检测到51个QTL,D亚组70个QTL。63个QTL有利等位基因来源于达尔文氏棉,58个有利等位基因来源于中棉所35。有4个QTL(q PC-17-1、qOC-17-1、q SI-17-1、q SA-17-1)在四个环境中均能检测到,有2个QTL(qOC-19-1、qOC-21-1)在三个环境检测到,22个QTL在两个环境中检测到。有65个QTL分布于13条染色体上的17个QTL簇内。
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