陆地棉低世代群体纤维品质QTL定位及候选基因功能注释

【目的】通过对纤维品质数量性状位点(Quantitative trait loci,QTLs)定位及其基因功能注释,为分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】以2个纤维品质有差异的陆地棉品种(系)中棉所49和396289为亲本构建F2群体,以高密度遗传图谱为基础,对3个环境的F2:3家系做包括细度和成熟度等在内的7个纤维品质性状QTLs定位,利用直系同源基因簇(Clusters of orthologous groups,COG)、基因本体(Gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)等数据库对QTLs做基因功能注释。【结果】获得157个与纤维品质有关的QTLs,分布于20条染色体上,A03、A04、D02、A11和D07等有较多性状的QTLs聚集,可能是控制纤维品质性状的关键染色体。共获得13个稳定QTLs,其中qFL-A03-1和qFin-A11-4在3个环境中重复出现,另有9个QTLs则在2个环境中重复出现。通过COG、GO和KEGG对QTLs进行基因功能注释,共获得4 763个候选基因,3个数据库分别注释到2 416、4 188和2 512个基因,在稳定QTLs中共注释到429个基因,其中一些基因可能与纤维品质关系密切。【结论】利用高通量测序获得的高密度遗传图谱有助于获得较多QTLs,有利于纤维品质相关候选基因的筛选及性状的改良,提高育种效率。

棉花高产品系筛选方法的探索与研究

产量是评价棉花品种竞争力的重要因素之一,然而只有收获后才能知道棉花品种的产量高低。为了缩短育种年限,降低育种盲目性,提出了1种产量预测方法,即以产量和籽指的相关指标为基础,对其进行方差分析、相关性分析和聚类分析。结果表明:棉籽壳仁比与产量呈显著正相关,可作为筛选棉花高产材料的指标之一。

自花授粉与自然授粉对棉花F_2群体铃重和衣分的影响

以中棉所49和396289为亲本配制杂交组合构建F_2群体,对F_2群体的部分植株在开花期做自交处理使其进行自花授粉,以自然授粉为对照。对F_2群体的自花授粉和自然授粉的棉铃铃重和衣分做统计分析。结果表明:该F_2群体不同授粉方式获得的自交铃和自然铃的铃重和衣分具有显著差异,且自然铃的铃重和衣分均比自交铃的大,自交铃、自然铃的铃重、衣分均比亲本的小。自然铃的铃重和衣分与父本中棉所49的相近,表明自然条件下,F_2群体的性状差异与父本有关。本研究初步探讨了自花授粉和自然授粉对早代群体铃重和衣分的影响,为筛选高产棉花品种提供一定的理论依据。

机采棉杂交后代主要株型性状与产量和品质的关系

【目的】从株型、产量及品质众多复杂因素中找出影响机械化生产较大的因素并进行遗传改良,选育适宜机械化生产的高产优质品种,提高棉花育种的效率。【方法】以陆地棉Z571与中棉所49杂交的F2:3群体为研究对象,应用统计软件SAS V8等分析其农艺性状的变异、方差和相关性。【结果】F2:3群体株系材料间农艺性状发生了显著分离,且后代中出现了许多超亲个体,在田间进行选择时要注意农艺性状之间复杂的关系;株高、单株果枝数与单位面积籽棉产量呈极显著正相关;单株果枝数与纤维上半部平均长度、断裂比强度呈极显著负相关,与马克隆值呈现正相关;单株营养枝数与纤维上半部平均长度、断裂比强度呈极显著正相关,与马克隆值呈现显著负相关;产量构成因素中的单位面积铃数与纤维上半部平均长度、断裂比强度呈极显著正相关,与马克隆值呈极显著负相关,铃重和品质性状的相关性与单位面积铃数相反。【结论】株型性状与产量和品质之间均存在显著或极显著的遗传相关;高产高品质的株型特征为单株营养枝数较多;选育高产优质的棉花新品种时要选择铃数较多、铃重较小的材料。

棉花SSR标记种质资源纯度鉴定及遗传多样性分析

采用前期筛选出的26对SSR核心引物,对收集保存的58份棉花种质资源进行纯度检测和遗传多样性分析。结果显示,供试材料的纯度概率介于20%-90%,分子标记检测结果与田间表型相吻合,说明SSR纯度检测的准确度较高,可以作为进行快速检测棉花种质资源纯度的方法。共扩增出85种多态性基因型,每个标记检测到的基因型数在2-5,平均为3.27个,引物多态性信息量(PIC)介于0.073 7-0.928 1,平均为0.363 9。并利用NTsys-pc 2.10软件进行聚类分析,结果表明,58份种质资源的遗传相似系数(GS)变化范围为0.305 1-0.898 3,变幅为0.593 2,在GS=0.63水平上,将供试材料分为5大类,且这些资源材料的DNA聚类与其地理生态来源无关,而与材料的亲缘关系相关性较高,其聚类结果能更真实地反映种质资源间的遗传差异。

陆地棉中赤霉素合成途径关键酶基因的时空表达变化

为揭示赤霉素合成途径关键酶基因在棉花生长发育过程中的调控作用,利用实时荧光定量PCR方法中的相对定量方法,对中棉所49材料植株体内的赤霉素合成途径相关基因表达量进行了检测分析。结果显示,幼苗期茎组织内除GA2ox1基因外,其余各基因表达量相对较高。开花期根中GA2ox1、GA3ox1、GID1B,茎中CPS1、GA20ox1、GA3ox1、GID1B和叶中GA3ox1基因表达量上调;吐絮期根中GA2ox1和GA3ox1基因表达量上调,其余基因下调,茎中KS、GID1B基因表达量下调,其余基因上调,其中以GA2ox1上调幅度最大,叶中GA2ox1基因表达量下调,其余基因上调。结果表明,开花期,茎中GA20ox1基因的高表达为植株茎的伸长及果枝发育提供必要的活性赤霉素水平,GA3ox1基因可能与开花成铃有关;吐絮期,随着根茎组织的木质化,根茎中GA2ox1基因表达量逐渐升高以降低活性GAs合成,而叶组织中GA3ox1和GA20ox1基因表达量上调,则为棉桃生长发育与脱水成熟提供必要的激素水平。棉花通过改变植株体内赤霉素合成代谢途径关键酶基因的表达量来调控植株的生长发育,且随着生长发育的进行,各目的基因的表达量变化趋势存在一定差异。为深入研究赤霉素对陆地棉的调控机理提供了理论基础,有助于加快利用赤霉素进行品种改良与种质创新。

祝福

看着远去的列车 泪花是我盛满双眼的忧伤 你美丽的面庞在我心底 是明春还会开放的桃花吗 那时 春风摇动的柳枝如弦 你欢笑的音符会如期而至吗

棉花赤霉素合成酶基因在中571的差异表达研究

为揭示棉花植株体内赤霉素合成途径关键酶基因表达量与不同组织及生长发育阶段的关系,以棉花品种"中571"为材料,利用实时荧光定量PCR方法中的相对定量,以UBQ7为内参基因,对"中571"不同组织在不同生长阶段内赤霉素合成途径相关基因的表达量进行检测。结果表明:棉花通过改变植株体内赤霉素合成代谢途径关键酶基因的表达量来调控植株的生长发育,且随着生长发育的进行,各目的基因的表达量变化趋势存在一定差异,幼苗期茎组织内GA3ox1和GA20ox1基因的高表达为植株的生长发育提供了充足的激素水平;开花期茎、叶、花组织中的GA3ox1、GA20ox1基因表达可能与开花成铃有关;吐絮期根、茎组织GA2ox1基因表达量升高,活性GAs合成降低,叶组织中GA3ox1、GA20ox1基因及GAs受体基因GID1B的高表达量,为棉桃生长发育与脱水成熟提供了必要的激素水平。本研究为进一步研究赤霉素代谢途径对棉花植株生长发育的调控作用提供理论基础,有助于加快利用赤霉素进行品种改良与种质创新。

不同生态条件下棉花赤霉素合成代谢途径关键酶基因差异表达分析

为揭示棉花植株体内赤霉素合成途径关键酶基因表达量与不同组织及环境条件的关系,以"中棉所49"(CCRI49)和"高脚棉"(396289)为材料,利用实时荧光定量PCR方法中的相对定量,以UBQ7为内参基因,对新疆维吾尔自治区阿拉尔和河南省安阳,2种不同生态环境下的CCRI49和396289不同组织内赤霉素合成途径相关基因的表达量进行检测。结果显示,在阿拉尔地区生长条件下,CCRI49果枝始生节位相比于安阳地区平均降低2.0,高脚棉平均降低2.6。在安阳地区,CCRI49和396289中赤霉素合成途径各关键酶基因在不同组织内的表达趋势基本一致,茎组织中各相关基因表达量高,为植株生长提供充足的活性赤霉素;在新疆阿拉尔地区,CCRI49和396289主要表现为赤霉素合成早期阶段CPS1、KS和KO等基因的表达量下调,GA2ox1表达量上调,以减少活性赤霉素的合成。结果表明,棉花植株赤霉素合成代谢途径关键酶基因的表达量发生改变,从而调控植株的生长发育来适应新疆干旱和盐渍化的生长环境。