棉花抗黃萎病遺傳及分子標(biāo)記研究.pdf

1、棉花是主要的經(jīng)濟(jì)作物，在世界及我國國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位。棉花黃萎病是嚴(yán)重危害棉花生產(chǎn)的病害之一，在世界范圍內(nèi)流行。雖然國內(nèi)外學(xué)者已對棉花黃萎病菌的致病力分化、致病機(jī)理、抗病機(jī)制、抗性鑒定、抗性遺傳及分子標(biāo)記等方面做了大量卓有成效的工作，但仍難以滿足棉花生產(chǎn)發(fā)展的需求。因此，從棉花生產(chǎn)需求出發(fā)，進(jìn)一步開展針對上述有關(guān)問題的研究，不但有益于棉花遺傳育種學(xué)和病理學(xué)的發(fā)展和完善，而且對棉花抗病育種工作和提高病害綜合防治成效等，具有重要的理論和實

2、踐意義。 以抗落葉型黃萎病棉花品種‘?？姑蕖忘S萎病品系‘中5173’、‘河北抗黃’、‘山東抗黃’及感病品種‘TM-1’、‘軍棉1號’、‘新陸早1號’、‘感病1號’和高抗黃萎病的海島棉品系‘海7124’9個材料配制2組雙列雜交組合，對親本及F1的黃萎病病情指數(shù)等主要性狀進(jìn)行了研究，采用MINQUE(1)法估算方差分量，采用AUP法預(yù)測遺傳效應(yīng)值。遺傳估算方差結(jié)果表明，在病圃人工接菌條件下，陸地棉品種對黃萎病的抗性屬微效多基因控

3、制的數(shù)量性狀，以加性遺傳效應(yīng)為主，顯性效應(yīng)為次，不存在母體效應(yīng)。親本遺傳效應(yīng)預(yù)測值表明，抗及耐黃萎病品種與感病品種之間存在極顯著差異，抗病親本‘常抗棉’和‘河北抗黃’兩個親本的抗病性遺傳性較好。協(xié)方差分析表明，表示黃萎病抗性兩個性狀(成株期平均病指及收獲期剖稈相對病斑長度)之間存在極顯著的正相關(guān)，而黃萎病與產(chǎn)量性狀之間存在極顯著負(fù)相關(guān)，與產(chǎn)量構(gòu)成因素衣分及單位面積總鈴數(shù)也呈顯著負(fù)相關(guān)，可見棉花黃萎病是通過降低衣分和減少單位面積總鈴數(shù)來影

4、響棉花產(chǎn)量的。 利用感黃萎病的陸地棉標(biāo)準(zhǔn)系‘TM-1’和抗黃萎病棉花品種‘?？姑蕖瘍蓚€陸地棉品種雜交并自交，獲得109個F2單株及F2：3家系為作圖群體，以SSR、RAPD和SRAP三種分子標(biāo)記進(jìn)行抗黃萎病性狀的分子標(biāo)記篩選。結(jié)果從1611對(條)引物中僅篩選到70對(條)多態(tài)性引物，獲得75個多態(tài)性位點并進(jìn)行標(biāo)記間的連鎖性分析。75個標(biāo)記構(gòu)建了一個包括15個連鎖群，全長535cM的陸地棉品種間分子標(biāo)記遺傳連鎖圖，標(biāo)記間平均距離

5、為11.15cM，有27個標(biāo)記不能進(jìn)入任何連鎖群。連鎖群的標(biāo)記數(shù)最少2個，最多6個；長度從1.0cM到92.7cM不等。對其F2：3家系的成株期抗黃萎病性狀即平均病指的分布進(jìn)行分析，顯示其呈正態(tài)分布，進(jìn)一步說明陸地棉對黃萎病的抗性為數(shù)量遺傳；單標(biāo)記分析及復(fù)合區(qū)間作圖，檢測出與抗黃萎病性相關(guān)的3個QTL，分別位于第3、5、6連鎖群上，貢獻(xiàn)率分別為14.15％、3.45％和18.78％。另外，對該群體生長過程中黃萎病不同發(fā)病高峰期的病情也進(jìn)

6、行了分析。 利用感黃萎病陸地棉品種‘新陸早1號’和抗黃萎病海島棉品種‘海7124’雜交產(chǎn)生的76個F2單株及F2：3家系為材料，以1142對棉花SSR引物進(jìn)行分子標(biāo)記篩選，其中478對在雙親間具有多態(tài)性，獲得508個多態(tài)性位點。用Mapmaker3.0對多態(tài)性標(biāo)記進(jìn)行連鎖性分析，構(gòu)建了一個包括466個位點，42個連鎖群，全長4604.7cM，覆蓋大約92.1％棉花總基因組的分子標(biāo)記遺傳連鎖圖，標(biāo)記間平均距離為9.88cM。連鎖群

7、的標(biāo)記數(shù)最少2個，最多36個；長度從4.1cM到440.2cM不等。并根據(jù)已經(jīng)通過非整倍體或連鎖圖確定染色體位置的SSR位點，將本研究所得的32個連鎖群定位到23條染色體上。對多態(tài)性標(biāo)記進(jìn)行偏分離檢測分析，有56個標(biāo)記存在顯著偏分離，占11.7％，其中有46對標(biāo)記進(jìn)入連鎖群，占連鎖群標(biāo)記數(shù)的9.87％，4對標(biāo)記與抗病性相關(guān)。用QTLCartographerV2.0軟件對所獲得的F2：3家系性狀進(jìn)行單標(biāo)記分析及復(fù)合區(qū)間作圖，檢測出與抗黃萎

8、病性相關(guān)的6個QTL，分別位于第3、5、22、25連鎖群上，貢獻(xiàn)率分別為5.44％、10.82％、15.95％、33.29％、45.89％和71.26％。同時也對該群體生長過程中黃萎病不同發(fā)病高峰期的病情也進(jìn)行了分析。 通過比較陸陸群體與海陸群體構(gòu)建的兩張連鎖圖譜，發(fā)現(xiàn)陸地棉品種間連鎖圖譜與海陸種間連鎖圖譜存在一定的相關(guān)性。陸陸群體構(gòu)建的連鎖群LG03上的全部5個中的4個SSR標(biāo)記(1個未出現(xiàn)在連鎖圖譜中)和LG09上的全部2個

9、SSR標(biāo)記同在海陸群體連鎖群LG02(染色體Chr18)上出現(xiàn)，但標(biāo)記相連的順序存在差別；連鎖群LG05上的全部3個中的2個SSR標(biāo)記(1個未出現(xiàn)在連鎖圖譜中)同樣出現(xiàn)在海陸連鎖群LG22上，連鎖群LG12上的1個SSR標(biāo)記(另一個為SRAP標(biāo)記)在海陸連鎖群LG15上出現(xiàn)，而這兩個海陸連鎖群同被定位到染色體Chr16上；陸陸連鎖群LG07上的兩個SSR標(biāo)記分別在海陸連鎖群LG11和LG24上，這兩個海陸連鎖群又同被定位到染色體D03。