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棉花纤维是重要的纺织工业原料,现代纺织工业的发展对纤维品质提出了更高的要求。杂交育种对提高纤维品质做出了很大贡献,但要大幅度提高纤维品质必须依靠分子育种。用分子标记找到纤维品质基因的位置,利用分子标记进行辅助选择是一条较好的途径。
众所周知,栽培陆地棉的遗传基础十分狭窄,其种质基因库中缺乏优异纤维品质基因。而另一个栽培异源四倍体棉种海岛棉虽然产量水平较低,却具有优异的纤维品质。鲁原343是含有海岛棉优质纤维基因的渐渗系。本研究以鲁原343与优良抗虫棉品种鲁棉研22号杂交构建作图群体,利用在陆地棉和海岛棉之间具有多态性的SSR标记构建遗传连锁图。在准确鉴定基因组中渗入染色体片段的基础上,对来源于海岛棉的优异纤维基因进行精细定位。
提取鲁原343、鲁棉研22号以及F1和F2的DNA,对4050对SSR引物进行筛选,得到多态性引物82对,多态率为2.0%。其中共显性标记78个,占多态标记的90.1%。82个标记位点中,57个位点分布在17个连锁群上,总长411.6cM,覆盖棉花基因组7.9%。
对17个连锁群上的57个标记用两个亲本、F1、TM-1、阿休莫尼进行扩增,比较条带的差异,发现某些连锁鲁原343和阿休莫尼在连锁群的有些片段相同,而与鲁棉研22号和TM-1不同,认为这几个片段来源于海岛棉,共发现4个渐渗片段。鲁原343中海岛棉的渐渗片段在2号、9号、16号、18号染色体上。
采用分析软件WinQTL2.5,选用复合区间作图法在F2和F2:3世代中共检测到32个与纤维品质相关的QTL,其中与纤维长度、整齐度、细度、伸长率及比强度有关的QTL各6个、5个、12个、5个和4个。大部分QTL的作用方式是显性效应或超显性效应。它们较为集中地分布在2号、9号、16号、25号染色体上,表现为成簇分布的特点。qFL-16-1在F2和F2:3的两个环境中都能检测到,说明这个位点是比较可靠的,能解释5.19%~6.51%的表型变异。qFL-25-1位于25号染色体,能在F2:3中的两个环境中检测到,增效基因来自鲁原343,各自解释表型变异的7.58%和8.10%。qFM-11-1在F2和F2:3的两个环境中都能检测到,解释6.54%~8.54%的表型变异,增效基因来自鲁原343。qFM-2-1在F2:3的两个环境中都能检测到,解释5.58%~7.65%的表型变异。qFM-23-3可解释13.21%的表型变异,是各位点中贡献率最高的。qFU-2-1和qFU-2-2都可在两代中检测到,具有很高的稳定性。qFU-15-1的贡献率为18.82%,具有很高的应用价值。
对这些位点在F8群体进行单标记分析,发现在F2和F2:3群体获得的32个QTL位点有30个位点在F8群体能找到,验证了这些结果的可靠性。