论文部分内容阅读
近四年来,新疆棉花总产量一直保持在500万吨以上,占全国总产量的比重也持续达到80%以上,可见,棉花产业在新疆经济发展中发挥着不可替代的作用。在棉花生产中,株高是重要的农艺性状,人们往往通过化控和人工打顶来塑造株型,以提高单产,但这无形中提高了植棉成本和劳动强度,且对调控时间和用量把握也不准,因此,挖掘矮化基因进而选育矮化新品种是一个新方向。本研究以矮化突变体AZ、新海18和新海43三个零式果枝为材料,对表型进行了描述与分析,并用AZ突变体和新海18为亲本配置了杂交F2群体,分别选取30株皱缩、极度矮化和30株叶片、株高正常的植株,各自构建DNA混池,对两个混池及双亲进行BSA-Seq测序。为了精确定位此位点,建立两个分离大群体F2（AZ突变体×新海18和AZ突变体×9078N）,根据初步定位结果中的SNP/Indel信息开发标记,对两个组合共9604个F2单株进行遗传分析和标记分析,为进一步缩小区间,并结合基因分型进行精细定位,以确定该基因在棉花染色体组上的位置,为未来基因的克隆和育种提供一定的基础。主要研究结果如下:1.对不同海岛棉材料的表型性状的鉴定得出:（1）对不同条件下各材料下胚轴和根长的变化分析表明,光照条件下,AZ突变体的下胚轴和根长一直短于新海18;黑暗条件下有所不同,AZ突变体的下胚轴在前6 d要长于新海18,且在第4d二者存在显著差异。不论光照或黑暗下,各自的根长都远大于下胚轴。（2）株高和主茎日增长量分析得出:现蕾初期,AZ突变体的株高和日增长量与对照相比,均达显著差异。AZ突变体主茎最大日增长量在6月2日-6月7日为0.69 cm·d-1;新海18和新海43均在6月22日-6月27日分别达1.61 cm·d-1、1.36 cm·d-1。AZ突变体最终株高不足对照一半,且与对照的差异均达极显著水平。（3）对节间数和节间长分析得出,新海18、新海43的主茎节间长从第2节开始一直长于AZ突变体,且均与AZ突变体达显著差异。AZ突变体主茎节间长在第6节达到最大为2.98 cm,新海18和新海43均在第8节达到最大,分别为6.41 cm、6.54 cm,且都与AZ突变体达显著差异水平;AZ突变体的节间数也一直少于对照。（4）三种材料铃部性状比较,矮化突变体AZ的铃长、铃宽最小,新海43最大,新海18次之;AZ突变体的铃柄长最长,铃柄粗新海43最大。新海18和新海43分别为18.9个、16.9个,AZ突变体单株成铃6.1个,极显著低于对照,且其成铃集中在第4-9真叶处。（5）不同材料生育期及其他性状的比较得出,AZ突变体的生育期最短,较为早熟,其茎杆最细,与对照差异均达到极显著水平;果枝始节位AZ最高,且与对照存在显著性差异。AZ突变体的百粒重、单铃重、衣分均为最低。2.对矮化突变体AZ进行遗传分析和基因定位:（1）在AZ突变体×新海18群体中,只有叶片茸毛性状分离符合单隐性遗传,皱缩叶的数量超过预期,而矮化的突变体数量则少得多;在9078N×AZ突变体的群体中,只有矮秆的分离符合单位点隐性遗传,皱缩叶植株的数量再次超过预期,但无茸毛叶植株的数量要少得多。（2）通过BSA-seq方法初步定位,研究结果表明:仅在染色体D03末端上发现一个显著区间,峰值位于（44.2-51 Mb）（以3-79的2019年HAU版本为参考基因组）,AZ池中SNP指数峰值出现在D03染色体的49-49.5Mb区间内。（3）为进一步缩小区间,根据初定位结果,对群体中F2单株进行标记分析,对9078N×AZ突变体的群体,分别检测了351株AZ和1365株WT植株,AZ位点最终被定位到49.12-50.16 Mb的区间,但AZ突变体和9078N之间没有发现更多的多态性。在新海18×AZ突变体的F2群体中,分别测定了840株AZ和3924株WT植株,区间进一步缩小到了180 kb,两个最接近的标记之间有84株重组植株,在这个区间内又用4个SNPs对这些重组单株进行了检测,并利用F2:3家系,矮化基因被精确定位D03染色体上的35.8 kb的区间内。