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菊花(Chrysanthemum morifolium)原产我国,是我国十大传统名花和世界四大切花之一,具有较高的观赏价值和经济价值。低温是影响菊花生长发育和产业发展的重要非生物逆境之一,严重制约菊花的周年生产和推广应用,而培育耐寒性新品种是解决该问题的重要手段。然而,目前菊花耐寒性的遗传机制仍不明确。本研究以耐寒性较强的’南农雪峰’为母本与耐寒性较弱的’蒙白’杂交F1群体为实验材料,研究了苗期、现蕾期、盛花期和脚芽恢复生长期(简称“脚芽期”)等4个生长时期耐寒性的遗传变异、杂种优势表现和主基因效应,并通过从分子数量遗传学角度对该F1代不同生长时期耐寒性进行了分子标记定位,解析了耐寒性QTL的动态表达机制。主要研究结果如下:1.菊花杂种F1群体苗期、现蕾期、盛花期和脚芽生长期功能性叶片耐寒性的变异系数为22.17%～46.14%,普遍存在一定的杂种优势和超亲分离现象。混合遗传分析表明,苗期和盛花期的耐寒性适合B-1模型,由2对表现为加性-显性-上位性效应的主基因控制,主基因遗传率分别为88.56%和65.86%;而在现蕾期和脚芽期没有检测到控制耐寒性的主基因效应。该研究初步明确了菊花F1代苗期、现蕾期、盛花期和脚芽生长期耐寒性的遗传变异和主基因效应,为菊花耐寒性的杂交育种提供依据。2.母本品种’南农雪峰’ LT50为-5.37 ℃,父本品种’蒙白’ LT50为-2.2 ℃,F1群体舌状花的LT50在-8.92～1.31 ℃之间,均值为-4.61 ℃,说明F1群体舌状花耐寒性有一定的偏母性遗传。F1群体舌状花耐寒性近似正态分布,变异系数为43.60%,为多基因控制的数量性状;然而,主基因+多基因混合遗传分析并未检测到舌状花耐寒性的主基因效应。相关性分析表明舌状花耐寒性与从定植日至盛花期天数存在极显著正相关关系(P<0.01)。该研究结果明确了菊花F1代舌状花耐寒性的遗传变异机制,为后续耐寒性育种奠定基础。3.单标记分析法在苗期、现蕾期、盛花期和脚芽生长期等4个时期共检测到97个耐寒性显著相关位点,单个位点贡献率在4.32%～14.99%。基于遗传图谱的QTL定位在4个时期共计检测到15个QTL与菊花耐寒性显著相关,主要分布在’南农雪峰’遗传图的X4、X11和X19连锁群以及’蒙白’遗传图的M12、M22和M33连锁群上,LOD值介于2.51～10.42之间,单个QTL可以解释耐寒性变异的贡献率为6.47%～68.89%;其中,位于’南农雪峰’遗传图的X4和X19连锁群以及’蒙白’遗传图的M12和M33连锁群存在的4个簇状QTL,控制着2～4个生长时期的耐寒性;特别是位于M33连锁群上的qBdsCTM33和qFfsCTM33对现蕾期和盛花期耐寒性贡献率分别为65.78%和68.89%,可能是耐寒性主效基因。该研究进一步解析了菊花不同生长时期耐寒性QTL的动态表达机制,获得的耐寒性紧密连锁的标记位点将为后续菊花耐寒性分子标记辅助育种奠定基础。