棉花1号染色体上纤维长度QTL的精细定位及其单QTL近等基因系的创建

【摘要】棉纤维是世界上重要的天然纺织原料,它是由胚珠表皮细胞发育而来的单细胞绒毛。由于纺织工业加工速度的不断加快和人民生活水平的不断提高,对天然、环保纺织品的需求越来越高。棉纤维品质由许多物理特性组成,主要有纤维长度、纤雏强度、纤维细度和整齐度。纤维长度是评价纤维品质的重要指标之一,它最终影响着终端产品的质量。但由于纤维长度是由多位点控制的数量性状,遗传机制复杂。更重要的是,纤维长度、纤维强度等重要品质指标与产量及产量构成因子存在着显著的负相关,这些因素制约了棉纤维品质的遗传改良,致使棉花品质育种虽经过几十年的努力,产量和品质的负相关仍然存在。本实验利用渐渗系R01-40-08对棉花1号染色体上纤维长度QTL进行精细、精确地定位,同时创建目标QTL区域高遗传相似度单片段渐渗系和单QTL近等基因系,为纤维长度QTL的图位克隆及纤维发育分子机制研究研究创造材料基础。1、目标QTL区域高密度遗传连锁图谱的构建：在前期研究的基础上,利用含有纤维长度QTL(qFL-chrl)的渐渗系R01-40-08与轮回亲本Tamcot2111构建一个大的F2群体(1672株)。从1号染色体上选择了88个SSR标记和19个STS标记分析渐渗系和轮回亲本,共获得23个多态性标记。用这些标记分析整个F2群体。用MAPMAKER/EXP3.0b软件对该F2群体分离数据进行连锁分析,获得了目标QTL区域高密度遗传连锁图谱,该图谱共13.1cM,位于标记区间NAU3384-BNL3090,标记平均间距离为0.6cM。2、置换作图法精细定位纤维长度QTL(qFL-chrl):用获得的23个多态性标记分析整个的F2群体(1672个单株),共鉴定了在目标区间重组的个体432个。在这432个重组个体中,其中143个在纯合的Γamcot2111遗传背景下含有不同的杂合片段。根据重组位置的不同,将这些重组个体分成29种类型。对143个有信息的重组个体进行多年、多重复的纤维长度测定。根据不同重组类型的表型结果进行置换作图,将目标QTL定位于1.0cM的标记区间MUSS084-CIR018.3、目标QTL区域高遗传相似度单片段渐渗系的创建及目标QTL位置与效应的进一步验证：从F3群体中,选择在目标QTL区间含有较小渐渗片段且纤维长度较长的重组个体：5674-3的重组区间为NAU3384-MGHES10;5676-8的重组区间为NAU3384-MUSS84;5689-4的重组区间为NAU3384-MUSS422;5694-6的重组区间为NAU3384-CIR018;5680-4的重组区间为NAU3384-CGR5144.将这些重组个体与轮回亲本分别构建回交群体进行前景选择、背景选择和表型鉴定,获得了遗传背景纯合的一系列单QTL近等基因系D9、D23、E9、E232等。依据这些单QTL近等基因系的纤维检测结果,我们进一步将qFL-chrl定位在标记MUSS422-CIR018之间(0.9cM),该QTL对纤维长度的增效大约1mm左右。通过本研究,不但可以精细、精确的定位该纤维长度QTL,而且可以用所获得的一系列在目标QTL区域高遗传相似度单片段渐渗系,为以后纤维长度基因的克隆和相关研究提供了重要的材料。
【作者】高进；
【导师】沈新莲；
【作者基本信息】南京农业大学，作物遗传育种，2013，硕士
【关键词】棉花；纤维长度；QTL；分子标记；单片段渐渗系；

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