新陆早棉花品种农艺和纤维品质性状优异等位基因挖掘及育种应用

来源 :2015全国棉花青年学术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xing_h0576
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  以新疆2013年前审定的51个新陆早常规棉花品种为材料,利用关联分析的方法寻找与新陆早棉花品种农艺和纤维品质性状相关联的分子标记,鉴别与这些性状相关的优异等位变异及携带优异等位变异基因的典型载体材料,为新陆早棉花品种分子设计育种奠定基础.从5000对SSR引物中筛选出多态性高、稳定性好、且定位在棉花26条染色体上(每条染色体上选择2~3对)的核心引物75对,对51份新陆早棉花品种进行多态性扫描,检测到多态性位点226个,每个标记检测到的基因型位点数在2~12之间,平均为3.01个,引物多态信息量(PIC)值介于0.0799~0.8752之间,平均值为0.6624.利用NTSYS-pcV2.10软件聚类分析表明,51个新陆早棉花品种遗传相似系数变化范围为0.4269~0.9873,平均值为0.7071;遗传相似系数矩阵和聚类分析将51个新陆早品种种为4大类型,与原品种选育系谱高度吻合,同时使用Structure分析群体遗传结构,将51份新陆早棉花品种划分为4个亚群结构.采用R语言编程软件对多环境的表型性状的BLUP(Best linear unbiased prediction)结果进行统计和分析,绘制boxplot图,结果鉴别出极显著和显著相关的性状,分析结果显示在4环境中5个性状(果枝始节高、果枝始节数、衣分、纤维上半部长度、短纤维率)变化趋势稳定,10个性状(株高、果枝数、叶枝数、有效铃数、单铃子棉重、单铃皮棉重、马克隆值、断裂比强度、纤维长度整齐度指数、断裂伸长率)较稳定.利用TASSEL软件中MLM(Mixed linear model)方法进行分子标记与15个性状的关联分析,获得与农艺性状相关的等位变异位点117个(P<0.05),其中对9个农艺性状贡献率(R2)最大的等位变异位点分别为:BNL3650b(株高,R2 =11.78;果枝始节高,R2 =20.80;果枝始节数,R2 =11.54),NAU3995c(果枝数,R2=14.86),BNL119b(叶枝数,R2=9.7),NAU3995d(有效铃数,R2=14.98),BNL3255a(单铃子棉重,R2=11.11),NAU1071a(单铃皮棉重,R2=10.15)和BNL663a(衣分,R2 =12.42).与纤维品质相关的等位变异位点55个(P<0.05),其中分别对6个农纤维品质性状贡献率最大的等位变异位点为:NAU1103b(纤维上半部长度,R2=6.4),NAU107la(断裂比强度,R2=7.57),BNL3140b(马克隆值,R2=12.06),BNL3650b(纤维长度整齐度指数,R2=13.47),BNL142la(短纤维率,R2=13.04)和BNL2960b(断裂伸长率,R2 =11.67).共检测到39个与农艺(29个)和纤维品质(10个)性状相关的位点(P<0.01),对表型变异解释率范围为6.45%~20.80/,平均值为11.14%,同时检测到与2个以上性状相关联的位点47个.依据计算的表型效应值,鉴别和统计携带优异等位变异的位点典型材料共计17份;通过与已经报道的棉花农艺和纤维品质性状相关的QTL(Quantitative trait loci)比较,本研究检测的27个QTL在前人研究中已经报道,其中BNL3650(纤维长度整齐度指数)、BNL3033(马克隆值)、NAU3254(断裂伸长率)、Gh132(衣分)、TMB1618(断裂比强度)、BNL1421(断裂比强度和长度整齐度指数)、BNL119(断裂伸长率)7个QTL具有相同的关联性状;针对目前新疆机采棉育种目标,利用本研究获得的与育种目标性状关联的优异等位基因和聚合优异等位基因的载体材料构建NIL、BSA及MAGIC群体.
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