棉花生育期的主位点组遗传分析

【目的】品种早熟性是高产、稳产的基础,对早熟陆地棉亲本及其组合进行有利、不利位点基因型分析,为早熟陆地棉育种提供理论依据。【方法】以来源不同的6个陆地棉品种为亲本,采用半双列杂交配制组合,应用作物数量性状主位点组分析方法,估计亲本遗传组分及杂种F1熟性性状的有利及不利主位点组。【结果】在以611波、金字棉为遗传背景的早熟亲本新陆早8、10号中,生育期主位点组基因型主要表现为++,明显缩短各生育阶段的天数;早熟性相关性状的遗传以加性效应为主,加性效应值依次为生育期>花铃期>苗期>蕾期。在中熟亲本荆8891中,++及——主位点组基因型的加性效应同等重要。晚熟亲本宁早1号、苏棉12和TM-1几乎所有++及——主位点组基因型均是不利的,表现为各生育阶段的延长。在苗期、蕾期、花铃期、全生育期等主位点组的效应中,J=16位点组加性效应值大于其它位点组,表明该位点组的存在能明显缩短生育期。杂种F1熟性的表现不仅受杂合位点的影响,也受纯合位点的影响,杂种生育阶段的长短主要取决于主位点组的杂合性。【结论】棉花早熟性相关性状中,主位点组加性效应均大于显性效应。蕾期、花铃期主位点组加性效应对早熟性起主导作用。

新疆棉花4个主栽品种的体细胞胚胎发生及植株再生

以新疆4个主栽棉花品种新陆中20、新陆早24、新陆早33和03298为材料,通过不同浓度的激素组合成功地诱导获得了体细胞胚并进一步发育成苗。研究发现,所用的4种激素组合均能有效诱导愈伤组织,其中又以0.02mgL-1或0.10mgL-1KT和0.1mgL-12,4-D组合的诱导效果最佳;两个诱导措施有利于胚性愈伤组织的产生,即沿中柱纵切棉花下胚轴切段,并以纵切面接触培养基;愈伤组织诱导培养基中KNO3用量加倍。挑选黄绿色、灰绿色或浅绿色的质地疏松的愈伤组织继代于无激素且KNO3含量加倍的培养基中可产生胚性愈伤组织,并在高比例KT/2,4-D(0.05mgL-1或0.10mgL-1KT和0.01mgL-12,4-D)促进下发育成胚。借助在培养基上垫滤纸产生干燥作用,并间隔使用强透气效果的棉塞对培养三角瓶进行透气处理,体细胞胚可成熟发育并产生根系发达的正常再生植株。应用此法,4个实验材料在6～8个月内即可获得大量再生苗。

棉花6个小分子质量热激蛋白基因的序列、表达与定位

利用棉花纤维cDNA文库,分离到6个小分子质量的热激蛋白基因。序列结构分析发现,它们分别属于3种不同类型的小热激蛋白。RT-PCR分析表明,它们在棉花体内具有不同的转录表达特征,可能行使不同的功能,它们的转录与棉花特定的发育阶段相关,线粒体小热激蛋白和细胞质Ⅰ类小热激蛋白基因受纤维启始和分化的调控,而细胞质Ⅱ类小热激蛋白与棉花叶片的生长发育相关。利用本实验室的四倍体棉花遗传图谱,对这6个小热激蛋白基因进行定位,其中3个被定位在A4、D8和A6染色体上。

棉花复合杂交育成亲本主要产量性状的杂种优势及配合力分析

为测定利用复合杂交育成的5个亲本的育种应用潜力,将5个亲本与4个推广品种采用不完全双列杂交设计配制20个组合,对组合的产量及相关性状的杂种优势进行分析,并对5个亲本的产量及相关性状进行配合力分析。结果:铃数对产量的贡献最大;A 1亲本在铃数,A 2亲本在衣分,A 3亲本在铃重,A 5亲本在铃重、衣分性状上一般配合力(GCA)为正,A 5亲本是一个较理想的亲本;具有较高特殊配合力效应(SCA)的组合有A 5×B 3、A 2×B 2、A 3×B 1。结论:利用复合杂交培育高配合力亲本是可行的;但不同来源的亲本在同一性状,同一亲本的不同性状间一般配合力(GCA)是不同的;同一性状的不同组合间,同一组合的不同性状间特殊配合力(SCA)效应也都存在大小或方向上的差异。

10个棉花两系材料的主要性状与皮棉产量灰色关联分析

对利用核雄性不育系(两系)配制的10个组合进行主要农艺性状与皮棉产量的灰色关联分析。结果表明:对皮棉产量影响最大的性状是单株铃数,各个性状对皮棉产量的影响程度依次为:单株铃数(r=0.8372)>果枝始节(r=0.7446)>单铃重(r=0.7423)>霜前花率(0.7179)>衣分(0.7142)>果枝数(0.6719)>籽指(0.6487)>株高(0.6434)>生育期(0.6269)。通过对各材料的皮棉产量与对照优势分析表明,10个组合中的5个组合有对照优势,且纤维长度和比强度双达30以上的组合有5个,D、E、F组合综合性状较好。

利用海岛棉染色体片段导入系定位衣分和籽指QTL

以染色体片段导入系IL-15-5和IL-15-5-1构建的F2和F2:3分离群体,利用SSR标记对数量性状衣分和籽指QTL进行了定位。应用复合区间作图法分析两个组合的774个F2单株和F2:3家系衣分和籽指,检测到2个衣分的QTL,1个籽指的QTL。衣分QTLqLP-15-1在两世代中都被检测到,位于相同的分子标记置信区间JESPR152～NAU3040,置信的遗传距离分别为5.40cM和3.20cM;qLP-15-2只在F2:3中被检测到,位于分子标记NAU5302～NAU2901之间,置信的遗传距离为0.08cM。籽指QTLqSI-15-1在F2和F2:3中都被检测到,分别位于分子标记NAU2814～NAU3040和JESPR152～NAU3040,置信的遗传距离分别为6.70cM和5.70cM。利用染色体片段导入系能准确地定位产量组分的QTL,为棉花产量的分子设计育种奠定基础。

基于陆地棉背景的海岛棉染色体片段导入系产量性状QTL定位

棉花产量分为籽棉产量和皮棉产量,其中高皮棉产量总是育种的首要目标。皮棉产量由单株铃数、衣分、单铃重等因素组成。其中衣分在各因素中的遗传率最高,同时也是产量育种中重要的选择指标。育种中利用分离群体对单株铃数、铃重等产量性状选择受环境影响较大。利用染色体片段导入系进行铃数、铃重等产量性状的定位,定向改良产量性状,是棉花分子设计育种的有效方法。本研究利用陆地棉TM-1为轮回亲本和海岛棉海7124为非轮回亲本构建了一套陆地棉背景的染色体片段导入系,并在7个环境的田间试验下,鉴定了它们的产量表现,定位了28个与单株铃数、铃重、衣分和籽指相关的QTL。其中,在Dt亚组染色体上鉴定出的产量性状QTL多于在At亚组染色体上鉴定出的。28个QTL中,加性效应为正的16个,加性效应为负的12个,表明海岛棉不同的导入片段效应不同,有的片段可以提高陆地棉产量,有的则降低陆地棉产量。在6个环境下,导入系IL008(特征标记NAU2573和NAU3576)的衣分均显著高于轮回亲本TM-1,因此IL008可以应用于棉花分子育种,定向改良陆地棉的衣分。

利用两类核雄性不育改良系配制的杂交种优势分析

以核雄性不育系抗A、ms5ms5ms6ms6的改良系为母本,常规品种泗抗1号为父本各配制5个杂交组合并进行比较试验。发现两组组合在子指、霜前花率、衣分3个性状上差异不显著;在生育期、株高、果枝节位、果枝数、铃数、单铃重、子棉产量、皮棉产量等性状上差异显著或极显著。利用抗A改良系为母本配制的组合,皮棉产量有3个具有超亲优势,无竞争优势;利用ms5ms5ms6ms6改良系为母本配制的组合,皮棉产量全部具有超亲优势,有3个具有竞争优势。单株结铃数是皮棉产量的主要贡献因素。利用抗A配制杂交种,或在改良该不育系时应尽量选择结铃性较好的品种或品系。利用ms5ms5ms6ms6配制杂交种,或在改良该不育系时应尽量选择单铃重较大的品种或品系。