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棉花是世界上最重要的天然纤维作物,同时也是植物油脂和蛋白质的重要来源。棉属包括约45个二倍体种和5个异源四倍体种,其中有4个栽培棉种,分别是亚洲棉、草棉、陆地棉和海岛棉。陆地棉产量占世界棉花总产量的95%以上。高产一直是棉花育种的重要目标,棉花产量由单位面积株数、单株铃数、铃重和衣分构成。衣分与棉花皮棉产量关系密切,提高衣分是品种生产力提高的一个重要因素。衣分和棉花其他产量性状(铃数和铃重)相比,受环境影响较小,且遗传力较高。光合作用是作物获得高产的生理基础,光合作用的改善对提高作物的产量具有重要意义。叶绿素是作物叶片光合作用的主要物质基础和叶绿体的重要组成部分,也是叶片功能持续期长短的重要标志。叶绿素含量反映体内含氮水平与单位叶面积的光合单位数,可衡量植株衰老程度和光合作用能力强弱。叶绿素含量较高的品种,其叶片功能期较长,不易早衰,在生育后期能更多地利用光能合成干物质,形成更多的经济产量。已有研究表明,棉花产量、光合特性和纤维品质等属多基因控制的数量性状,传统育种改良进展缓慢。DNA分子标记技术的出现,为作物遗传改良提供了一种快速、准确的育种方法。在对数量性状QTL进行定位的基础上,利用与数量性状QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择,能够有效的提高选择效率。目前,有关棉花光合性状QTL定位研究报道较少,本研究以渝棉1号和T586的重组近交系群体F2：7家系为材料,对原有遗传连锁图谱进行标记加密,并分析控制棉花衣分和光合性状的QTL及其效应,为棉花分子标记辅助育种提供理论参考。1.亲本间标记多态性与群体基因型检测利用本实验室设计的6955对SSR引物,对亲本渝棉1号和T586进行多态性筛选,共获得305对多态性引物,多态性比例为4.37%。用305对多态性SSR引物对陆地棉重组近交系群体(渝棉1号×T586)270个家系进行基因型检测,共获得334个位点。将334个位点和实验室前期已有的1212个位点进行卡方测验。结果显示,1546个标记位点中有501个偏离孟德尔分离比例(P<0.05),偏分离比例32.4%。2.重组近交系群体遗传连锁图谱标记加密利用Joinmap4.0软件对1546个多态性位点(新增334个位点和实验室前期已有1212个位点)进行遗传连锁分析,构建的遗传连锁图谱包含1458个位点,标记间平均距离为3.0cM,遗传连锁图覆盖4357.1cM。该图谱包含的71个连锁群分别定位到26条染色体上,每条染色体含1-5个连锁群。A染色体亚组有38个连锁群组成,总长2150.3cM,含701个多态性位点,标记间平均距离3.1cM；D染色体亚组由33个连锁群组成,总长2206.8cM,含757个多态性位点,标记间平均距离为2.9cM。3.亲本与F2：7家系的性状表现2007-2010年四个环境下,亲本渝棉1号的衣分分别为41.61%、42.03%、42.56%和41.27%,显著高于T586的6.51%、7.94%、6.62%和6.35%。2007-2008年两个环境下,亲本渝棉]号的光合速率分别为21.98μmolCO2/m2·s和26.51μmolCO2/m2·s,高于T586的18.00μmol CO2/m2·s和13.75μmolCO2/m2·s。亲本渝棉1号的气孔导度分别为360.00mmol/m2·s和444.00mmol/m2·s,高于T586的263.00mmol/m2·s和277.00mmol/m2·s。亲本渝棉1号的胞间CO2浓度分别为160.00μmolCO2/m2·s和249.00μmolCO2/m2·s,低于T586的240.00μmolCO2/m2·s和269.00μmolCO2/m2·s。渝棉1号的蒸腾速率分别为7.46mmol/m?s和8.10mmol/m2·s,高于T586的5.35μmolCO2/m2·s和6.31mmol/m2·s,两亲本的叶绿素含量接近。2007-2010年,重组近交系群体的衣分平均为21.21%、22.96%、24.31%和21.45%,分布范围为0.94-47.23%、1.30-42.43%、0.64-47.52%和1.48-43.27%；2007-2008年,重组近交系群体的光合速率平均为19.84μmolCO2/m2·s和17.82μmolCO2/m2·s,分布范围为14.00-25.μmolCO2/m2·s和10.10-26.μmolCO2/m2·s;气孔导度平均为288.00mmol/m2·s和398.26mmol/m2·s,分布范围为106.00-445.00mmol/m2·s和140.00-496.00mmol/m2·s;胞间CO2浓度平均为205.00μmolCO2/m2·s和250.41μmolCO2/m2·s,分布范围为97.00-263.00μmolCO2/m2·s和160.00-305.00μmolCO2/m2·s;蒸腾速率平均为5.38mmol/m2`s和6.47mmol/m2·s,分布范围为1.90-8.00mmol/m2·s和1.54-10.22mmol/m2·s;叶绿素含量平均为39.41mg/g和47.09mg/g,分布范围为30.51-43.67mg/g和34.23-58.52mg/g。重组近交系群体光合性状相关性分析结果显示,光合速率与气孔导度和蒸腾速率呈极显著正相关,与胞间C02浓度呈显著负相关；气孔导度与胞间C02浓度和蒸腾速率呈极显著正相关；胞间CO2浓度与蒸腾速率呈极显著正相关,与叶绿素含量呈显著正相关。方差分析结果显示,衣分、光合速率、蒸腾速率和叶绿素含量受基因型和环境影响均达到极显著水平；气孔导度和胞间CO2浓度受环境影响达到极显著水平,气孔导度和胞间CO2浓度受基因型影响未达到显著水平。在光合性状表型值中,环境对叶绿素含量影响最大,其次是胞间CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率,环境对光合速率影响最小4.衣分和光合性状QTL定位以重组近交系群体(渝棉1号×T586)构建的遗传连锁图谱,结合4个环境(2007-2010年)的衣分和2个环境(2007-2008年)的光合性状表型数据,利用QTL作图软件MapQTL6.0,采用多QTL模型(multiple-QTL model)进行分析,共检测到12个衣分QTL,解释性状表型变异3.5-21.2%。共检测到48个光合性状QTL,其中8个光合速率QTL,解释性状表型变异3.5-14.8%；9个气孔导度QTL,解释性状表型变异3.6-6.1%；10个胞间C02浓度QTL,解释性状表型变异3.5-7.2%；12个蒸腾速率QTL,解释性状表型变异3.6-8.0%；9个叶绿素含量QTL,解释性状表型变异3.3-19.0%。在检测到的12个衣分QTL中,其中9个增加衣分的等位基因来自渝棉1号,3个增加衣分的等位基因来自T586。在检测到的48个光合性状QTL中,有23个增加光合性状表型值的等位基因来自渝棉1号,有25个增加光合性状表型值的等位基因来自T586。