陆地棉海岛棉间CAD6基因的多态性分析及锚定标记开发

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棉花纤维是天然纺织原料之一,随着纺织工业发展,人们对棉花纤维品质的要求越来越高。陆地棉产量占世界棉花产量的90%,是世界棉花的主栽品种。对陆地棉的纤维品质进行改良是棉花育种工作长期追求的目标,但陆地棉遗传基础狭窄,且产量和纤维品质间存在负相关,限制了常规育种对产量和纤维品质的协同改良。利用分子标记技术构建棉花海陆杂交群体的遗传图谱,对纤维品质性状QTL和相关基因进行定位是棉花遗传改良的重要辅助手段。本研究利用新疆本地棉花品种配置的海陆杂交BC1群体构建了棉花种间SSR标记遗传连锁图谱,并通过分析纤维品质表型数据、克隆分析棉花CAD6基因在海陆棉花种间的多态性,把纤维品质QTL和CAD基因家族中的CAD6定位在了连锁群上,开发了CAD6基因的锚定标记。其主要内容如下:  (1)以新疆本地棉花品种陆地棉高代品系565(Gh line565)和海岛棉新海25(Gb新海25)为亲本,构建了回交BC1作图群体,[(Gh line565×Gb新海25)× Gh line565]。该群体包括94个单株。利用165对SSR标记对BC1群体材料进行基因型分析,构建了一张包括121个SSR标记的遗传连锁图谱,该图谱总长度为2059.1 cM,占棉花基因组的41.2%。该图谱由分布在26条染色体上的29个连锁群组成,最大的连锁群长度为53.7 cM,最小的连锁群长度为1.2 cM,连锁群上平均标记个数为4.7个。通过复合区间作图法在连锁群上定位了20个纤维品质相关QTL,分别位于染色体Ch4、Ch7、Ch8、Ch10、Ch11、Ch12、Ch14、Ch15、Ch19、Ch21、Ch23上。其中,纤维长度QTL6个;整齐度QTL3个;伸长率QTL2个;马克隆值QTL3个;比强度QTL6个。  (2)在2个海岛棉和2个陆地棉中对CAD6A,CAD6B2个基因进行克隆、测序,分别得到了异源四倍体棉花At,Dt亚组中的CAD6A,CAD6B基因。对陆地棉,雷蒙德棉,拟南芥中的CAD基因进行了系统进化分析,结果陆地棉CAD6A,CAD6B基因与拟南芥的AtCAD4和AtCAD5处于同一进化分支。对来源于4个不同棉种中的CAD6基因进行聚类分析,其可分为4个小进化分支,确定了CAD6A、CAD6B在异源四倍体At和Dt亚组中的归属。对CAD6A,CAD6B序列进行多态性分析发现,CAD6基因在不同的棉花品种间多态性较高,在海陆种间多态性也较高,主要表现为长度多态性和SNP。  (3)针对CAD6基因序列片段中的多态性位点设计引物,利用巢式PCR技术在BC1群体中对CAD6A,CAD6B基因片段进行扩增、测序。对该基因多态性位点在BC1群体中的分离情况进行统计,并与SSR标记进行整合作图,结果CAD6A和CAD6B基因分别被定位在染色体Ch12和Ch14上,并分别与纤维比强度QTL连锁,开发了CAD6基因的锚定标记。
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