大铃棉中棉所48主要经济性状的分子标记与QTL定位

本研究利用4961对的SSR引物对中棉所48的两个亲本进行多态性筛选,结果筛选到71对条带清晰,稳定性好的多态性引物,用这些引物对261个F2群体进行扩增构建连锁图,获得了包含有49个标记位点的14个连锁群,共覆盖498.7cM,约占棉花总基因组10.0%的遗传图谱。采用WinQTL Cartographer 2.5的复合区间作图法（CIM）,对F2群体的铃重、衣分及纤维品质进行分析,共检测到11个稳定的 QTLs,其中铃重有2个,衣分4个,纤维整齐度2个,纤维细度2个,纤维伸长率1个。这些稳定表达的QTLs,能解释较大的表型变异,可用于纤维品质及产量性状的标记辅助选择,也可为大铃、优质棉的分子标记辅助选择,改良、提高大铃基因的选择效率,提供理论依据。     

大铃棉中棉所48主要经济性状的QTL定位分析

利用4961对SSR引物对中棉所48的2个亲本进行多态性筛选,结果筛选到71对条带清晰、稳定性好的多态性引物,利用这些引物对261个F2群体进行扩增构建连锁图,获得了包含有49个标记位点的14个连锁群,共覆盖498.7cM,约占棉花总基因组10.0％的遗传图谱.采用WinQTL Cartographer 2.5的复合区间作图法(CIM),对F2群体的铃重、衣分及纤维品质进行分析,共检测到l1个稳定的QTLs,其中铃重2个、表分4个、纤维整齐度2个、纤维细度2个、纤维伸长率1个.这些稳定表达的QTLs能解释较大的表型变异,可用于纤维品质及产量性状的标记辅助选择,也可为大铃、优质棉的分子标记辅助选择,改良、提高大铃基因的选择效率,提供理论依据.     

棉花种间杂交渐渗系SSR及农艺性状分析

利用87对多态性SSR和EST-SSR引物,对57份棉属种间杂交渐渗系及其6个代表性血缘亲本进行了鉴定分析.共检测到540个等位变异,多态性等位变异占98.5%,EST-SSR变异占63.9%,41个SSR标记定位在棉花基因组的22条染色体上.种质间成对相似系数为0.553～0.937,平均为0.748.渐渗系的SSR聚类与种质材料的系谱来源基本吻合,而和农艺性状聚类结果相差很大,前者更能反映其亲缘关系.     

利用表型数据构建陆地棉核心种质

以5963份陆地棉种质资源为材料,根据品种主要突变性状和品种类型分组成11组群,在分组的基础上利用21个表型性状,用非加权类平均聚类分析法,构建了281份陆地棉核心种质,占全部种质资源总量的4.71%。利用不同性状的均值t测验、方差F测验、变异系数、多样性指数t检验、均值、极差、表型方差、变异系数、均值差异百分率、方差差异百分率、极差符合率、变异系数变化率、主成分分析等参数进行核心种质代表性检验和评价。结果表明,所构建的陆地棉核心种质可以代表全部种质的遗传多样性。     

引进海岛棉种质的SSR遗传多样性分析

利用95对SSR分子标记对56份海岛棉种质进行遗传多样性分析,其中33份来自于俄罗斯,5份来自埃及,2份来自美国,1份来自阿尔巴尼亚,8份来自我国新疆,7份来自我国云南、江苏等地。结果表明,95对SSR引物在56个海岛棉品种中共测出了384个等位基因,其中多态性等位基因296个,占77.1%。每对引物等位基因变幅是2~9个,平均为4.1个。基因多样性指数(H)在0.035~2.931之间,平均为0.879。Shannon信息指数(I)在0.090~4.417之间,平均为1.363。各指数的趋势一致。95对SSR引物的多态性信息含量PIC变幅为0.035~0.926,平均为0.698。56份海岛棉品种两两间的相似系数在0.585~0.952之间,主要集中在0.6~0.8之间,占整个数据的97%,平均遗传相似系数为0.7。从整体上来看,56份海岛棉的遗传相似系数较高,从聚类图上可以看出,以遗传距离为0.69为标准,56份海岛棉品种可分为4类。第1类主要是前苏联海岛棉为主的27份品种,其中来自埃及的吉扎77和来自美国的派字棉以及中239都归到了这一类。第2类较复杂,但主要是以来自新疆的6份海岛棉和来自埃及的吉扎系列的4份为主。第3类包括8个品种,主要是来自于前苏联的6个品种、来自于新疆的巴3116和河北的冀B91-45。第4类只有来自于前苏联的L-8007,独自成一类。研究结果表明SSR作为一种共显性标记,尤为适用于海岛棉及其亲本的系谱分析及鉴定。因而,SSR标记技术可以为海岛棉育种实践工作中的亲本选配,提供可靠的分子水平上的依据。     

基于棉花参比种质的SSR多态性核心引物筛选

棉花品种间遗传多样性的评价和遗传图谱构建都需要大量多态性的SSR标记。本研究通过构建棉花参比种质(panel), 高效快速地筛选出棉花多态性核心引物。本实验选用12份表型性状和遗传差异较大的棉花种质作为参比种质, 对来自Cotton Microsatellite Database (CMD)网站上 (http://www.cottonssr.org) 的5,914对棉花SSR引物进行了PCR扩增。结果表明: 在不同棉种间多态性的引物有4,800对, 约占有效扩增引物(5,300对)的90.6%; 能区分不同品种间差异的引物大约有500对, 占有效扩增引物的9.4%。我们推荐其中319对扩增效果好、条带清晰的引物作为棉花种质资源鉴定和分子指纹分析的核心引物, 其中277对能把陆地棉品种间的差异鉴别出来。此外, 我们还找到了在陆地棉、海岛棉及亚洲棉三大栽培棉中都有差异的13对共同SSR引物, 建议作为分子指纹分析和种质鉴定的首选引物。本研究公开了319对核心SSR引物及其多态性信息, 有利于规范引物筛选程序、提高引物筛选效率, 对棉花种质资源的遗传多样性分析、指纹图谱构建, 以及种子真伪性和纯度的鉴定等都具有现实意义。     

棉花资源收集、保存、评价与利用现状及未来

截至2010年12月,国家棉花种质中期库共保存棉花种质8868份,保存数量居世界第4位,其中陆地棉7362份、陆地棉野生种系350份、海岛棉633份、亚洲棉433份、草棉18份、野生种32份。共编目8503份,上交数据信息系统7527份,入长期库合格7298份,未能入长期库保存种质2194份。完善了繁殖更新技术,繁殖更新种质6550份,2001-2010年,共向704人次提供11507份棉花种质,年均1150份。2007-2010年对330份优异种质在河南安阳、江苏南京、新疆库车进行了精准鉴定,并进行了优异种质展示。近十年,创造了不同基因源且具有优质、专用、多抗、高产、高效等多个重要性状的优异基因聚合的新种质32份,并分别对12份棉花优异种质,从形态学、系谱和分子标记等方面进行了基因源和利用价值的分析,并定位相关基因。用简单重复序列(SSR)、EST-SSR、AFLP等分子标记,结合一种新方法"十进制数字串条形码",构建了优异种质特有的"分子身份证"。