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棉花是我国的重要经济作物之一,棉花产量和纤维品质是评价棉花品种的重要指标。通过基因工程鉴定棉花高产优质基因,并导入优良育种品系是棉花分子育种定向改良棉花产量与纤维品质的重要手段。iaaM基因在棉花胚珠表皮的特异表达能显著增强棉花衣分(Zhang et al.2011)。本研究以转iaaM基因的高衣分品系‘THL’为外源iaaM基因的供体亲本,以综合性状优良的‘华杂棉H318’母本‘B0011’为回交亲本,通过4代回交和1代自交,获得了回交群体。利用SSR分子标记检测了这些株系的基因组回复率,并结合田间农艺性状考察获得具有外源iaaM基因的‘B0011’改良的株系。在此基础之上通过选株、自交和卡那霉素抗性鉴定获得了4个株系,以这4个株系作为亲本与‘华杂棉H318’的另一亲本‘4-5’杂交获得改良的‘华杂棉H318’。研究取得的主要研究结果如下:1.BC4F1代4个株系(A-26、A-65、A-84和A-88)的回复率的检测。利用覆盖棉花全基因组的608对SSR分子标记对4个株系的基因背景进行筛选,有41个多态性标记入选。筛选结果:理论上BC4F1的遗传回复率为96.88%。四个株系中,A-26、A-65、A-84和A-88平均遗传背景回复率分别为95.83%、95.94%、94.31%和94.49%,比理论值低1.05%、0.94%、2.57%和2.39%。4个株系的遗传回复率均比理论值低,可能的原因是供体染色体上的连锁累赘未被回交去除降低了回复率。2.对BC4F2代4个‘B0011’改良后的株系(B-26、B-65、B-84和B-88)的田间农艺性状和纤维品质进行了调查分析。结果表明,在田间农艺性状方面,4个株系在果枝数、单铃重上与‘B0011’无显著差异,B-88在单株成铃数上显著低于‘B0011’,B-84在衣分上显著低于‘B0011’。纤维品质上在上半部平均长度、断裂比强度和马克隆值上4个株系比‘B0011’要好,其中B-26在马克隆值和断裂比强度上显著优于‘B0011’。农艺性状上4个株系接近‘B0011’,但iaaM在衣分上对‘B0011’无显著改善,而在纤维品质上能够改善上半部平均长度、断裂比强度和马克隆值。3.鉴定‘华杂棉H318’改良后的杂交系Z-66阳、Z-66阴、Z-67、Z-68和Z-69中FBP-iaaM基因的表达。以杂交系中Z-66阴性材料为对照,取当天开花的胚珠提取总RNA,利用RT-PCR检测改良的杂交种中iaaM基因的表达。结果表明4个杂交系中,Z-66、Z-67和Z-68相对表达较高,Z-69表达较弱。4.对4个杂交系(Z-66阴、Z-66阳、Z-67、Z-68和Z-69)和对照‘华杂棉H318’的产量及产量相关性状,田间农艺性状和棉花纤维品质进行了调查分析。结果表明,4个杂交系产量均低于‘华杂棉H318’,但无显著差异;衣分上,4个杂交系显著高于对照;田间农艺性状上与‘华杂棉H318’相近,纤维品质上,Z-67显著优于‘华杂棉H318’,其它材料接近‘华杂棉H318’。此外,Z-66杂交系中有含有iaaM的阳性植株和不含iaaM的阴性植株,阴性植株在考种花和大样衣分上比阳性植株低但不显著,而在马克隆值和断裂比强度上,阳性材料高于阴性材料,且在马克隆值上有显著差异。综上,iaaM在衣分对‘华杂棉H318’有改善,并能够改善马克隆值和断裂比强度。