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棉花是重要的经济作物,棉纤维是最大的天然纤维来源,重要的纺织工业原料。现代纺织工业的迅猛发展,对纤维品质的要求越来越高,使棉花育种的重点由单纯提高产量向产量与品质同步提高发展。棉纤维长度是衡量纤维品质的重要指标,提高棉纤维长度已成为棉花育种的重要目标。在综合评价课题组前期构建的以海1为供体亲本,中棉所45为轮回亲本构建的332个陆海渐渗系群体基础上,选取纤维品质性状突出、产量性状与轮回亲本接近的渐渗系MBI7747与中棉所45进一步构建F2群体,然后随机分别挑选一定数量的单株种植于两个环境。以覆盖棉花全基因组的2292个SSR标记在亲本间进行多态性筛查,然后以其中的多态性标记对F2群体进行遗传检测;结合表型检测结果,利用Icimapping软件挖掘MBI7747中的与纤维主要产量和品质性状相关的QTL位点,在三个环境中共挖掘到与纤维产量与品质相关QTL共23个:1、与纤维产量相关的QTL有5个,包括衣分相关的4个,贡献率为6.95-28.86%;铃重有关的1个,贡献率为14.65%。2、与纤维品质相关的QTL共18个,包括纤维长度相关的6个,贡献率为2.05%-20.99%;纤维整齐度相关的2个,贡献率为3.07%-13.58%;马克隆值有关的5个,贡献率1.98%-22.23%;纤维伸长率相关的3个,贡献率2.10%-7.66%;纤维强度相关的2个,贡献率3.24%-7.73%。3、在这些 QTL 中 qFL-7-1、qFL-12-5、qFL-14-l、qLP-14-1 在两个环境中被检测到,qFL-12-2在三个环境中被检测到。综合分析各QTL位点,将qFL-12-2作为目标基因进行精细定位。为了达到精细定位qFL-12-2的目的,首先在定位区间内根据陆地棉和雷蒙德氏棉基因组开发SSR标记,进行引物多态性筛选,共获得多态性引物13个,然后利用2013年F2群体中只含目标QTL位点的单片段分离单株进一步构建大的次级分离群体,利用加密标记构建高密度遗传图谱,完成对qFL-12-2的精细定位。另一方面,利用原有群体根据新的高密度遗传图谱,进行qFL-12-2的精细定位。结果显示:两群体最终定位结果都位于遗传距离为1.6cM,物理距离为0.65Mb的SSR标记NJ106与NJ189之间,根据陆地棉基因组测序结果及注释信息,该区间共有基因13个。与此同时,为了更好的了解优质渐渗系与轮回亲本在纤维发育阶段的基因表达差异,本研究对3个纤维品质差别较大的渐渗系MBI7747、MBI7561、MBI7285 以及轮回亲本中棉所 45 的 7DPA、10DPA、15DPA、20DPA、25DPA、28DPA的纤维细胞进行转录组测序。根据测序结果分别对纤维伸长期(7DPA、10DPA、15DPA、20DPA)确定的1775个高品质材料共有的差异基因中上调基因与下调基因、次生壁加厚期(15DPA、20DPA、25DPA、28DPA)确定的2200个高品质材料共有差异基因中上调基因与下调基因分别进行GO功能分析、Pathway富集分析。结果显示,在纤维伸长期差异基因主要富集在细胞壁合成以及核小体形成等有关的代谢过程,在次生壁加厚期主要富集在木质素代谢、水分子转运及钙依赖性蛋白分子的粘附等生物学过程。最后,本研究将纤维伸长期的差异表达基因分析结果、渐渗基因分析结果与qFL-12-2精细定位结果进行结合,在精细定位区段内13个基因中基因表达差异明显的有7个,经过基因表达验证及生物信息学分析研究,最终将GbALMT12、GbNAC071确定为候选基因。研究结果为进一步克隆与棉纤维发育相关基因奠定了坚实的基础。