利用重组自交系和SSR标记进行陆地棉株型QTL的鉴定和定位

通过中棉所12与8891的杂交及多代自交,获得由180个家系构成的重组自交系F8、F9群体。重组自交系群体、两亲本及F1于2002、2003两年种植;对株型性状进行了研究,两年共调查了10个株型形状。利用该重组自交系群体,采用SSR为主体的分子标记构建了遗传连锁图,并对株型性状进行了单位点和双位点水平的QTL定位。结果表明,QTL加性效应和上位性互作效应作为棉花重组自交系株型性状的遗传基础起着重要作用;中棉所12与8891间多态性位点偏少,而表型差异较大且其杂交种湘杂棉二号有很强的杂种优势,QTL互作可部分解释这一现象：结合对产量品质性状的研究结果,认为上位性可能是湘杂棉二号杂种优势的重要遗传基础。     

棉花优异纤维品质性状的双列杂交分析

利用5个具有不同纤维品质性状的品种(系)配制完全双列杂交组合20个,通过亲本和F1的2年随机区组试验,结果为除纤维整齐度受环境等因素影响较大,其余性状主要受遗传因素控制;在与环境的互作中,纤维强度和长度的互作效应小,麦克隆值的加性和母体效应及伸长率的显性效应与环境的互作较大,均达到了显著水平;遗传主效中,所有的研究性状不存在母体效应,以加性为主;强度与长度加性遗传率高,分别占77．6％和73．2％;麦克隆值的加性效应占45．2％,显性效应所占的比例在纤维性状中最高,为11．5％。纤维品质性状的群体平均优势仅麦克隆值的较高(3．2％),达到了显著水平,其余性状的优势仅为-0．4％-0．7％。纤维品质性状的遗传结果与杂种优势一致。在杂种优势利用时,可以通过双亲平均值的高低来预测F1的纤维品质表现。纤维强度、长度和细度的加性遗传率高,这些性状均可以早代选择。     

内切-1,4-β-葡聚糖酶在植物细胞生长发育中的作用

内切-1,4-β-葡聚糖酶(EGases)可以催化水解具有1,4-β-葡聚糖主链的多聚糖,如纤维素和木葡聚糖分子,从而参与对细胞壁的修饰.植物细胞中存在一个EGase蛋白家族,且多为分泌蛋白;在植物细胞中还存在另一类跨膜EGase,是细胞壁纤维素生物合成所必需的,但植物EGases在体外具有降解纤维素人造底物羧甲基纤维素(CMC)的能力,而绝大多数植物EGases在活体细胞中并不能有效地降解结晶态纤维素分子和木葡聚糖分子.本文就EGases在细胞伸长、果实成熟和组织器官脱落等发育过程中的作用,以及EGases在植物纤维素合成与降解中的作用进行综述.     

利用SSR标记技术研究棉属A、D染色体组的进化

利用SSR分子标记技术,对棉属A、D染色体二倍体及四倍体代表棉种进行了遗传多样性分析。供试的10个二倍体代表棉种间遗传多态性丰富,分子聚类结果与Fryxell棉属分类结果相同。分子水平上进一步揭示出属于D染色体组的拟似棉与其他D染色体组棉种的相似系数最低,A,D染色体组间相似系数很高,该结果支持拟全民族似棉是D染色体组最原始棉种,棉属不同染色体组是共同起源,单元进化的理论,利用栽培的异源四倍体棉种不太适于研究棉属A、D染色体组的进化。     

转基因棉花的专利及可能带来的不良影响

本文概述了美国Ａｇｒａｃｅｔｕｓ公司转基因棉花专利的内容,提出了这一专利对发达国家,尤其是发展中国的棉花遗传工程研究、棉花生产的影响及贸易冲击。     

陆地棉抗黄萎病基因的分子标记定位

棉花黄萎病是棉花生长过程中最具破坏力的病害之一,在世界范围内流行.棉花黄萎病已成为棉花生产中的主要障碍.减轻棉花黄萎病损失最为经济、安全、有效的办法就是培育和推广抗病品种.本研究利用抗黄萎病品系60182和感黄萎病品种军棉1号为亲本配制杂交组合,对陆地棉抗黄萎病性状进行遗传分析和抗病基因分子标记定位.用主基因＋多基因混合遗传模型和P1,P2,F1,B1,B2和F2六世代联合分析的方法对病叶比例性状进行遗传分析.结果表明,接种BP2,VD8,T9和三者等浓度混合病菌时,抗病性都受两对加性-显性-上位性主基因控制,陆地棉60182的抗病性在各个分离世代都以主基因遗传为主.运用F2为作图群体构建了一个含139个标记位点,31个连锁群,总长1165cM的分子标记连锁遗传图谱,标记平均距离为8.38cM,覆盖棉花全基因组的25.89%.调查229个F2：3家系各时期平均病级代表F2单株抗病性,结合连锁遗传图谱,复合区间作图检测QTL.结果显示,在60182上,接种BP2时检测到4个QTL位于D7染色体上,4个QTL位于D9染色体上;接种VD8时,有5个QTL位于D7染色体上,9个QTL位于D9染色体上;接种T9时,有4个QTL位于D7染色体上,5个QTL位于D9染色体上;接种混合病菌时,有3个QTL位于D7染色体上,7个QTL位于D9染色体上.60182在不同调查时期对4种黄萎病菌的抗性QTL都集中在D7、D9两条染色体上,形成两个明显的抗病QTL集中区.这一结果与两对主基因的遗传模式相吻合,充分表明陆地棉抗黄萎病品系60182兼具对落叶型,非落叶型黄萎病菌的广谱抗性.同时与陆地棉抗黄萎病QTL连锁的分子标记可加速抗黄萎病基因的应用,为培育稳定高抗黄萎病新材料提供有价值的理论依据.     

棉花高品质纤维性状的主基因与多基因遗传分析

利用主基因与多基因混合遗传模型联合分析方法 ,通过纤维强度不同的 5个亲本配制的 8个组合 ,研究了棉花主要纤维品质性状的遗传。联合分析发现 ,在不同性状不同组配方式的 14个组合中 ,有 12个存在主基因 ,表明了纤维性状主基因存在的普遍性 ,以F2∶3 家系的预测效果最好 ;双亲纤维品质性状均存在较大差异的组合——— 72 35×TM1F2 代强度主基因的遗传率为 0 .196 ,麦克隆值为 0 .32 0 ,长度为 0 .139,回交世代的主基因遗传率小。除纤维长度总的显性效应为较高的正值外 ,其余各纤维性状的主基因显性与多基因显性的总和为负值或接近 0 ,杂合状态下大多数纤维品质性状表型值会偏向中亲值或低亲值 ,单纯依靠表型选择效率低。因此 ,很有必要对棉花品质性状进行分子标记辅助育种选择     

转基因抗虫棉Bt基因不同剂量的聚合与抗虫性表现

通过有性杂交手段培育出聚有不同数目Bt基因的植株,在不同生育期进行抗虫性测定和Bt毒蛋白表达的ELISA检测,旨在揭示聚合不同数目Bt基因的植株抗虫性的互作表达机理。聚合有1－4个Bt基因的植株在整个生育期的抗虫性、毒蛋白表达特性和单价抗虫棉时空表达一致,生育前期抗虫性好、毒蛋白表达量高;生育中、后期抗虫性有所下降,毒蛋白表达量降低。聚合有4个Bt基因的纯合材料并未因Bt基因的增加而起到抗性增强的效果,相反还因同源抑制而有所降低。不同来源的Bt基因处于杂合状态时其抗虫性和Bt毒蛋白量均得到充分表达。     

利用重组自交系进行陆地棉产量及产量构成因子性状的QTL定位

以高产陆地棉栽培品种中棉所12和8891的杂交组合湘杂棉2号为材料,采用单粒传法构建了含有180个家系的重组自交系(RILs)群体。本研究的目的是分析产量及其构成因子的相互关系并进行相应的QTL定位。重组自交系群体、两亲本和F1于2002年、2003年分别种植于南京农业大学江浦实验农场和江苏省灌云棉花基地。收获每行中间五株的籽棉并考察产量及产量构成因子性状。调查的产量及产量构成因子性状包括单株籽棉产量、单株皮棉产量、单株铃数、铃重、衣分、衣指和籽指。筛选了4,106对SSR引物和384个AFLP引物组合,分别得到127和18个多态位点;此外,2个RAPD引物、1个SRAP引物组合以及来自亲本8891的显性黄花药基因P1也被用来作为标记检测群体基因型。最终共获得149个多态位点,其中132个位点分布于26个染色体/连锁群,覆盖865.20cM,约占棉花基因组的18.57%,标记间平均距离6.55cM。利用此遗传图谱结合重组自交系群体3个环境下的产量及产量构成因子性状,应用QTLCartographer2.0的复合区间作图法进行单位点QTL定位。对各环境资料的分离分析共定位出34个QTL,而利用三环境平均值的联合分析定位出15个QTL。本研究定位的QTL可为棉花产量育种提供信息,其中衣分QTLqLP-A10-1在联合分析及分离分析下的两个环境都能检测到,可能对标记辅助选择有实际应用价值。通径分析结果表明,各产量构成因子中,铃数对皮棉产量贡献最大,这与产量构成因素性状在F1的杂种优势表现一致;因此,在棉花育种上,可优先考虑单株铃数并结合其它产量构成因素进行品种选育和杂交组合选配。     

分子标记辅助聚合两个棉纤维高强主效QTLs的选择效果

利用长江流域推广品种泗棉3号和优异纤维种质系7235为育种亲本,配置了系统育种和修饰回交聚合育种两套群体。基于来自7235的2个高强纤维主效QTL的分子标记,在上述育种群体中进行了分子标记辅助选择效率研究。高强纤维主效QTLfs1是利用(7235×TM1)F2分离群体,通过集团混合分离法检测到的,它可解释纤维强度表型变异的30%以上。高强纤维主效QTLfs2最初是利用(HS42710×TM1)F2分离群体检测到的,它可解释纤维强度表型变异的12.5%以上。进一步的研究表明,该QTL也位于7235优质系中,但与QTLfs1非等位。2套育种分离群体的2个高强纤维主效QTL的分子标记辅助选择效果表明:QTLfs1在不同环境条件下均稳定表达,它对不同遗传背景的育种群体均有显著的选择效果。尽管QTLfs2的选择效果低于QTLfs1,它在高世代育种群体中也表现较高的选择效率。利用分子标记辅助选择具有一定遗传距离的QTLfs1区间,其纤维强度的选择效率将大大增强。通过分子标记对位于不同连锁群上的2个QTL聚合选择,其中选单株的纤维强度显著提高。研究结果为利用分子标记辅助聚合优质QTL提供了成功实例。