棉籽品質性狀的胚與母體植株遺傳效應及QTL定位研究.pdf

1、棉籽是棉花生產中最重要的副產品，又是棉花生產最基本的生產資料，并廣泛地應用于食品、飼料和醫(yī)藥工業(yè)。棉籽品質包括棉籽的物理品質和營養(yǎng)品質，其中棉籽的物理品質包括子指、仁指、種仁率、仁殼比等，直接影響棉花的播種品質;而棉籽的營養(yǎng)品質包括棉籽的含油率及脂肪酸成分、蛋白質含量及氨基酸成分，以及棉酚含量等，直接影響著棉籽的利用價值。因此，對棉花種子品種性狀進行遺傳研究和QTL定位將有助于通過品種改良提高棉籽的播種品質和營養(yǎng)品質，直接提高其加工利用

2、率和經濟效益。本研究利用188份陸地棉重組近交系材料，配制成具有376個組合的回交群體，并采用包括基因型和基因型×環(huán)境互作的雙子葉植物二倍體種子數量性狀遺傳模型，并在胚、母體、細胞質三套遺傳體系基礎上對陸地棉種子品質性狀的遺傳特性進行了研究。同時，利用188份陸地棉重組近交系材料創(chuàng)制的永久F2群體進行多環(huán)境條件下多套遺傳體系的棉籽物理品質性狀和油分及其脂肪酸含量的QTL定位分析。其主要研究結果如下:
　　1、將188個重組近交系分

3、別與兩個親本進行回交，共獲得376個F1的回交群體。該群體的棉籽品質性狀是典型的數量性狀，表現連續(xù)的正態(tài)分布，適合于棉籽品質性狀的遺傳研究。同時，將188個重組近交系按不完全雙列雜交進行間交配，獲得402個永久F2群體，并用其對主要的棉籽物理品質性狀和營養(yǎng)品質性狀進行QTL定位和QTL遺傳效應分析。
　　2、利用376個F1回交群體對棉花種子品質性狀進行遺傳效應、遺傳率和遺傳相關性進行了分析。結果表明，子指、種仁率、仁殼比和仁指的

4、基因表達受遺傳主效應控制，以母體遺傳效應為主，其次是胚遺傳效應，沒有細胞質效應。其中子指性狀主要受母體加性互作效應控制，其次受母體加性效應、母體顯性效應和胚顯性效應控制;種仁率性狀主要受母體加性效應、母體顯性效應和胚加性效應控制，其次到受母體加性互作效應和胚顯性互作效應控制;仁殼比主要受母體加性效應和母體顯性效應控制，其次受母體加性互作效應、母體顯性互作效應及胚顯性互作效應控制;仁指主要受母體加性效應、胚加性和母體顯性效應控制，其次受母

5、體加性互作效應和母體互作顯性效應影響。
　　油分含量和油酸含量主要受母體加性效應和母體顯性效應控制，其次受母體加性互作效應和胚加性互作效應控制;棕櫚酸含量和亞油酸含量主要受胚加性互作效應和母體顯性互作效應。說明油分含量和主要脂肪酸含量受環(huán)境影響較大，在遺傳研究和選擇育種時，需綜合考慮環(huán)境因素。蛋白質和氨基酸含量主要受母體加性效應控制，受一定的細胞質互作效應的影響。棉酚含量以胚加性效應和母體加性效應為主，其次受細胞質和母體顯性互作效

6、應的影響。
　　3、棉籽品質性狀的遺傳率分析結果表明，子指、種仁率、仁殼比和仁指均以母體遺傳率為主，其次是胚遺傳率，未發(fā)現細胞質普通遺傳率及細胞質互作遺傳率。這些性狀在選擇時可根據胚和母體植株的總體表現進行。油分含量、棕櫚酸含量、油酸含量和亞油酸含量以母體遺傳率為主，胚遺傳率次之，同時胚互作遺傳率和母體互作遺傳率較大。蛋白質和氨基酸含量以母體普通遺傳率為主，細胞質互作遺傳率較顯著。棉酚含量以母體普通遺傳率和細胞質互作遺傳率為主。<

7、br>　　4、棉籽品質性狀的遺傳相關分析結果表明，物理品質性狀間以加性遺傳效應相關為主，母體加性和顯性相關較明顯。子指與油分含量之間以胚顯性、母體加性和母體顯性相關為主，與蛋白質含量之間以母體加性正相關和胚顯性負相關為主，與棉酚含量之間以胚顯性互作相關為主。種仁率與油分含量之間以母體加性和母體顯性正相關為主，與油酸含量之間以母體加性和母體顯性負相關為主，與蛋白質含量和棉酚含量之間以母體加性正相關為主。仁殼比與油分含量之間以母體加性和母體

8、顯性正相關，與油酸含量之間存在顯著的母體加性和母體顯性負相關，與亞油酸含量之間存在顯著的母體顯性正相關，與蛋白質含量和棉酚含量之間以母體加性相關為主。仁指與油分含量、棕櫚酸含量、油酸含量和亞油酸含量之間以母體加性和顯性相關為主，與蛋白質含量以母體加性遺傳相關為主，與棉酚含量之間以胚加性負相關和胚顯性互作相關為主。油分與蛋白質含量之間以胚加性負相關為主，與棉酚含量之間存在顯著的胚顯性互作正相關。蛋白質含量與棉酚含量之間以胚顯性互作和母體加

9、性互作負相關為主。
　　5、以“永久F2”為群體，采用本實驗室構建的重組自交系分子連鎖圖譜，對幾個種子物理品質性狀和營養(yǎng)品質性狀在多環(huán)境條件下進行兩套體系的QTL定位和QTL遺傳效應分析。檢測到控制籽指(SI)的QTL有2個，解釋了籽指(SI)總變異的59.73％;控制仁指(KI)的QTL有2個，共解釋32.95％的表型變異?！瑫r檢測到1對與籽指(SI)相關的上位性位點。檢測到控制油分含量的QTL3個，解釋了14.94％的表型變