建国以来我国棉花品种遗传基础的分子标记分析

采用MPD分子标记、遗传距离和聚类分析方法,研究建国以来我国有代表性的166个棉花主栽品种(或品系)的遗传多样性。41个RAPD标记Nei’s遗传距离(GD)与两组不同来源实验数据的表型性状欧氏距离(UD)间相关系数分别为0．6445(n＝1770)和0．7078(n＝7140),表明RAPD可以揭示棉花品种间遗传差异。通过对不同棉种、不同品种类型、不同时期、不同种植区域和不同来源的棉花品种(系)遗传差异的比较,探讨我国棉花品种的遗传基础。各层次上遗传差异的比较表明：在我国主栽棉花品种中,海岛棉品种遗传基础窄于陆地棉品种;我国自育陆地棉品种的遗传基础窄于国外引进品种;杂交陆地棉品种的遗传基础窄于常规品种;上世纪80年代以后陆地棉品种遗传基础窄于70年代品种;长江棉区品种遗传基础窄于黄淮棉区品种,西北内陆棉区品种窄于长江棉区品种。启示我们如何在我国棉花育种的全局和不同层面上把握和制定拓宽棉花育种遗传基础的策略和手段,并为进步深入探讨建国以来我国棉花品种遗传改良规律打下基础。     

陆地棉丰产性状的遗传力和遗传进度的估测

早熟、丰产、优质、抗病是当前我国棉花育种的主要目标。为了加速我国棉花育种工作的发展,多快好省地培育棉花新品种,必需以阶级斗争为纲,坚持党的基本路线,在华主席和党中央的统一领导下,充分发动群众,研究棉花的早熟、丰产、优质、抗病等项经济性状的遗传规律,把育种工作置于更有科学预见性的基础之上。关于陆地棉的纤维长度、早熟性的遗传力,我们曾做过一些初步估计,本文拟对陆地棉丰产性状的遗传力和遗传进度再进行一些初步估测。     

棉花胚珠中的miRNA调控

正棉花是世界上最重要的经济作物之一,棉花胚珠表皮细胞特化形成的超长表皮毛即为棉纤维[1,2].棉纤维是人类用以遮身蔽体、御寒保暖的衣物之源.棉花属于锦葵科棉属,共有4个栽培种,即陆地棉(Gossypium hisutum)、海岛棉(Gossypium barbadence)、亚洲棉(Gossypium arboreum)和草棉(Gossypium herbaceum).具有AADD异源四倍体基因组的陆地棉是世界上栽培面积最广的品种.陆地棉的A二倍体基因组起源于草棉(A_1)和亚洲棉(A_2)的共同祖先A_0(已灭绝)[3].草棉和亚洲棉具有的基因组和功能基因的特性,是陆地棉性状的重要遗传基础.     

棉花遗传多态性研究进展

从系谱分析、形态特征、生化及 DNA分子水平等方面分析了棉花遗传多样性的研究进展 .国内外的研究一致表明陆地棉品种间遗传多态性水平低 ,改进其遗传多样性是今后棉花遗传育种研究的重要内容 .加强对现有栽培品种、野生种质的研究利用和种质引进交流 ,多种育种技术综合运用和合理的植棉区域规划及多育种目标引导 ,是提高育成品种遗传多样性的重要途径 .并提出今后应加强棉花核心种质的研究和从基因组水平对棉花遗传多样性的研究     

用RAPD标记评估我国棉花品种遗传多样性

利用ＲＡＰＤ标记对１７个不同来源的我国棉花品种（系）进行遗传多样性评估。２００个随机引物扩增出１１３条多态性片段。１７个品种（系）依据染色体组的不同可以分为３大类。它们之间遗传相似性系数从０．２０００到０．８４５１。３个大面积推广品种鄂荆１号,中棉所１２号和苏棉３号遗传基础十分相近。陆地棉与阔叶棉杂交产生的野生种质系７５８１,与其他陆地棉品种（系）遗传差异显著。不同育种单位在育种过程中种质使用具有     

棉花遗传多态性研究进展

从系谱分析、形态特征、生化及DNA分子水平等方面分析了棉花遗传多样性的研究进展。国内外的研究一致表明陆地棉品种间遗传多态性水平低,改进其遗传多样性是今后棉花遗传育种研究的重要内容。加强对现有栽培品种、野生种质的研究利用和种质引进交流,多种育种技术综合运用和合理的植棉区域规划及多育种目标引导,是提高育成品种遗传多样性的重要途径。并提出今后应加强棉花核心种质的研究和从基因组水平对棉花遗传多样性的研究。     

棉属种间杂交育种体系的创立

长期以来 ,棉花育种一直沿用品种间杂交和系统选育方法 ,由于所有栽培品种都起源于少数共同的原始类型 ,亲缘关系过近 ,遗传基础贫乏 ,至今已难以选出突破性品种 ,而且长期近缘交配 ,还带来严重缺陷 ,如新品种增产幅度不大 ,退化快 ,纤维品质差、抗病虫害等抗性差 ,无法满足生产的需要。棉属中除陆地棉、海岛棉、亚洲棉及非洲棉为栽培种外 ,野生种就有几十种 ,它们分别具有高抗黄萎枯萎病、抗干旱盐碱、抗棉蚜棉铃虫、纤维拉力强等有益性状。多年来,棉花育种家一直希望将野生棉的这些优良性状转到栽培种中,但是 ,棉花远缘杂交育种存在许多…     

论我国棉花育种的基础种质

自1918年我国引进美国脱字棉开始,到2000年止,我国共育成陆地棉品种1376个,海岛棉品种59个.按系谱及优良种质衍生品种的数量分析,我国品种可追溯到54个基础种质,其中海岛棉7个.按照引进时间和育成年限,可将陆地棉分三期基础种质,海岛棉分为二期基础种质.近百年来,这些基础种质对我国棉花育种和生产发展起了非常重要的作用.     

基于SSR标记的陆地棉早熟相关种质遗传多样性分析

丰富的遗传变异对于提高作物的环境适应性和遗传改良进度至关重要。为了解我国早熟陆地棉种质资源遗传多样性,本研究利用136对SSR引物对186份陆地棉材料(96份早熟陆地棉材料和90份中、晚熟陆地棉材料)进行了遗传多样性分析,共检测到等位基因变异355个,平均2.61个。在早熟棉材料中,有134对多态性SSR引物扩增出341个条带,平均2.54个;中、晚熟材料中有133对多态性SSR引物,扩增出345个条带,平均2.59个。早熟棉材料的位点多态性信息含量(PIC)、有效等位基因数(Ne)、基因型多样性(H')分别为0.684、3.994和1.361;中、晚熟棉材料的PIC、Ne、H'分别为0.668、3.852和1.343。早熟棉材料和中、晚熟棉材料的Jaccard相似性系数分别在0.349~0.935和0.270~0.907之间,平均为0.635、0.666。遗传相似性系数总体平均值接近,但早熟棉变化范围较中、晚熟棉小。用类平均法(UPGMA)进行聚类可将186份材料分成2个类群。总体上来看,供试材料遗传相似性系数较高,说明我国陆地棉早熟相关种质遗传基础狭窄。本研究结果为早熟棉育种亲本选配,早熟棉种质创新提供依据。     

外源基因转化棉花育种研究的进展与应用

棉花作为重要的经济作物,新品种的选育和应用对于促进棉花生产至关重要。通过转基因技术将外源基因转化棉花,是棉花育种的新手段。尤其是抗逆、抗除草剂、抗虫、抗病和提高棉花品质的转基因技术研究,有助于加速棉花新品种的培育。棉花的转基因技术主要包括农杆菌介导法、基因枪轰击法和花粉管通道法。利用不同的转基因技术在棉花外源基因遗传转化的育种研究中取得了明显成效,探讨外源基因转化棉花育种研究的进展与应用,为新疆陆地棉的转基因育种研究提供重要参考。     

棉花种质资源光子性状的遗传分析

文章利用来源于不同国家和地区的102份陆地棉材料和85份海岛棉材料分别与陆地棉遗传标准系TM-1和海岛棉毛子品种新海13号杂交,得到陆地棉和海岛棉两种F₁群体,同时从陆地棉F₁群体中随机选取呈隐性性状的材料"库光子"、"SA65"和"陆无絮"后代,配制3个F₂分离群体,用于进一步研究陆地棉和海岛棉光子性状遗传特征。结果表明:（1）同一材料种植于不同生态区,其种子短绒多少存在变化,新疆和海南要少于安阳,说明棉花短绒多少和生态环境有关系;（2）陆地棉光子材料中26份（25.49%）呈显性遗传,8份（7.84%）呈不完全显性遗传,22（21.57%）份呈隐性遗传;海岛棉光子材料中5份（5.88%）呈显性遗传,16份（18.82%）呈部分显性遗传,9份（10.59%）呈隐性遗传。其余为隐性性状或显性性状不明显材料和毛子材料;（3）库光子的光子性状由两对隐性等位基因控制,并且有互补效应;陆无絮的光子性状由两对隐性等位基因控制,基因间呈积加作用;SA65的光子性状由单隐性基因控制。大量光子材料的初步鉴定为深入研究棉花纤维发育和育种利用提供了基础材料和理论依据。     

有关棉花生产中的若干生理问题

一.棉花壮苗的生理基础问题要提高棉花产量,必须抓住棉花生产过程中的每一环节。棉花苗期的壮苗齐苗无疑是获致棉花高产的重要基础。壮苗齐苗是栽培管理、遗传育种和病虫害防治等综合措施的结果。从生理角度考虑壮苗齐苗问题,主要是提高棉花种子的发芽率、发芽势、加速苗期的生长势以及增强棉苗对不良环境的抵抗能力如抗病、耐低温、耐盐碱等。     

我国20世纪棉花害虫研究的主要成就及展望

我国有着悠久的植棉历史,海南岛、云南西部、广西桂林和新疆的吐鲁番等地在距今2000多年以前已经广泛种植棉花。早期种植的棉花种类为草棉和亚洲棉。1865年沿海诸省开始从美国引种陆地棉,1914年后大量引入脱字棉、展字棉和金字棉等陆地棉品种。1950年开始大面积推广岱字棉15,到1958年陆地棉品种基本上取代了草棉和亚洲棉。自引种陆地棉以来,棉花的栽培制度有了较大的变革,如50年代营养钵育苗移栽技术,70年代塑料薄膜覆盖栽培和麦棉套种技术,及80年代新疆地区的“矮、密、早”栽培模式等。陆地棉的引种和栽培水平的提高使棉花生产水平…     

基因工程改良棉花纤维品质研究进展

棉花作为世界上重要的经济作物,其纤维品质是衡量棉花品质的重要指标.优良的纤维品质是国内外棉花育种的主要目标之一,面临常规育种改良品质的瓶颈,通过转基因技术改良棉花纤维品质是棉花遗传育种致力研究的重要领域.介绍棉纤维发育相关分子机理研究、棉纤维品质改良功能基因的发掘以及利用基因工程技术改良棉花纤维品质的最新进展,并对今后的研究进行展望.     

转FBP7::iaaM基因陆地棉种质冀资139纤维品质性状杂种优势分析

提高棉花(Gossypium hirsutum)产量兼顾改良纤维品质是棉花育种的重要目标, 而优良种质创新是品种改良的基础。FBP7::iaaM基因能够调控棉花胚珠表皮细胞IAA的含量, 进而促进棉纤维发育的起始。利用含有FBP7::iaaM基因的种质IF1-1, 通过常规杂交育种手段实现了目的基因向骨干亲本的转移, 培育了优良陆地棉种质冀资139, 并用4个不同类型的陆地棉品系对冀资139纤维品质性状进行了杂种优势分析。结果表明, FBP7::iaaM基因及其调控的优良性状可以在骨干育种亲本中传递, 具有较高的育种价值; 转FBP7::iaaM基因的冀资139具有综合性状优良、优质和高衣分等特点; 纤维长度、比强度及马克隆值的遗传主要由基因加性效应控制, 这为其作为骨干亲本的应用提供了理论依据。     

棉花育种行业创新与进展

对2017年国内外棉花遗传育种领域取得的重要研究进展进行了概括性评述。棉花基因芯片技术得到了广泛应用,一批重要产量、品质性状基因获得定位和克隆。棉花全基因组关联分析(GWAS)取得重大突破,陆地棉高密度遗传图谱构建取得重大进展,棉花芽黄、纤维品质性状基因的精细定位及克隆取得较大进展,在棉花转基因新方法、转基因抗虫、抗除草剂新材料等方面进展显著。文中并进一步结合我国棉花发展现状、未来趋势与所面临的机遇,提出了我国棉花发展应采取的一些对策。     

异源多倍体杂种棉的研究

异源多倍体化是植物进化的重要因素之一.棉属植物有四个栽培种,即草棉(Gossypium. herbaceum)2n=2x=20、亚洲棉(G.arboreum)2n=2x=26、陆地棉(G.hirsutum)2n=4x=52、海岛棉(G.barbadense)2n=4x=52.其中四倍体栽培种是由两个二倍体棉种通过种间杂交、自然加倍而来的.四倍体栽培种在生长势、抗逆性以及农艺性状等方面均比二倍体栽培种优越.但是,随着倍性的增加,这种优越性具有一定的限度.因此,研究棉属植物最适染色体倍性,在棉花遗传理论研究与育种实践中,均具有重要意义.     

棉花耐盐相关种质资源遗传多样性分析

为了解我国棉花耐盐相关种质资源的遗传变异,利用88对SSR引物对23份棉花耐盐材料和24份盐敏感材料进行遗传多样性分析。88个SSR位点在47份材料中共检测出338个等位基因变异,平均每个位点有3.841个;其中耐盐材料中检测出333个,盐敏感材料中检测出312个。耐盐材料的位点多态信息含量(PIC)、每个位点的有效等位基因数(Ne)、基因型多样性(H′)分别为0.613、2.929和1.083,盐敏感材料的PIC、Ne、H′分别为0.605、2.883和1.071。耐盐材料和盐敏感材料的Jaccard相似性系数分别在0.530–0.979和0.525–0.878之间,遗传相似性系数总体平均值接近,但耐盐材料的变化幅度更大。用类平均法(UPGMA)聚类将47份材料分成3个类群。总体而言,大多数材料之间的遗传相似性系数较高,表明我国陆地棉耐盐相关种质资源遗传基础狭窄。本结果为棉花耐盐育种中亲本的选配和优势组合的预测以及耐盐资源的合理利用等提供了基础资料。     

‘新陆早33号’棉花转基因体系建立及AtPGIP1基因的导入

利用生物技术方法对棉花进行遗传改良主要限于有效的遗传转化系统。以新疆主栽优良陆地棉品种‘新陆早33号’为材料,利用下胚轴作为外植体对影响农杆菌介导的棉花遗传转化及体细胞胚胎发生的因素进行研究,成功建立了除草剂Basta筛选的棉花遗传转化技术体系。同时将植物抗病相关基因多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因AtPGIP1导入棉花,经过对再生转化植株的PCR鉴定,初步证明外源基因已经整合到棉花基因组。研究发现:Basta是棉花遗传转化中很有效的筛选剂,低浓度Basta(2.5mg/L)就能够获得很好的筛选效果;较低的共培养温度(20℃)及合适的农杆菌浓度(OD600=0.5)有助于提高转化效率。该研究结果表明,‘新陆早33号’具备作为棉花优良遗传转化受体的基本特征,研究中获得的15株AtPGIP1转基因植株经PCR分子检测均为阳性植株。该研究为新疆棉区棉花分子生物学研究及转基因育种研究奠定了重要基础。     

棉属栽培种与野生种杂交的不亲和性

本文研究了棉属栽培种与野生种杂交的不亲和性,试验材料涉及5个染色体组,包括2个栽培种(陆地棉和中棉)和5个野生种(戴维逊氏棉、瑟伯氏棉、三裂棉、阿拉伯棉和比克氏棉)。以陆地棉作母本,异己花粉管在花柱中生长缓慢,有花粉管胚珠低于10%,陆地棉×戴维逊氏棉杂种胚在子叶期坏死。以中棉作母本,不亲和性主要表现在受精后的胚胎发育过程中。