利用EcoTILLING技术发掘陆地棉优异纤维品质复等位基因

以陆地棉遗传标准系TM1为参照，以高品质种质系、短纤维低强度种质系、常规推广品种、海岛棉遗传标准系3-79、海7124等40个典型亲本为被测材料，以陆地棉谷氨酰胺合成酶基因GhGS、陆地棉内切-1,4-β-葡聚糖酶基因、棉花的蔗糖合酶基因序列为目标序列设计引物，进行PCR扩增，逐步完善和建立稳定可靠的EcoTILLING技术。利用本研究建立的EcoTILLING技术，以陆地棉不同纤维品质档次、来源不同的150份遗传资源（品种）群体为材料，对纤维发育有重要影响的30个基因为目标基因，开展纤维发育基因的SNP多态性研究，鉴定纤维发育基因的复等位基因，进行SNP与纤维品质的关系研究，确定对纤维品质有重要影响的关键基因，并作比较分析，发掘这些关键基因的优异复等位基因，开发纤维品质基因的功能标记，为分子标记聚合辅助选择奠定基础。发表学术论文2-3篇，其中SCI论文1-2篇。

本项目通过特异切割错配的内切酶（CelI酶）的提取、异源多倍体（四倍体）棉花染色体亚组基因特异性引物的设计等方面入手，成功地创建了基于PAGE的棉花EcoTILLING技术体系，这是继小麦、油菜成功建立EcoTILLING技术体系进行优异复等位基因发掘之后可以进行多倍体作物——棉花优异复等位基因发掘的EcoTILLING技术体系。利用本研究建立的EcoTILLING技术，以陆地棉不同纤维品质档次、来源不同的281份遗传资源（品种）群体为材料，对纤维发育有重要影响的基因HOX3、SUS1、ACTIN1、14-3-3L、EXP1、POD2、DET2、GA20ox1、ERF7、SCFP等为目标基因，开展了纤维发育基因的SNP多态性研究，分别发现HOX3在四倍体栽培棉的A染色体亚组存在2个SNP位点，SUS1基因在A和D染色体亚组各存在2个SNP位点，ACTIN1和14-3-3L基因均在D染色体亚组存在1个SNP位点，POD2基因在A染色体亚组存在1个SNP位点，EXP1基因在所研究的材料中没有发现SNP的存在。对获得的复等位基因进行与纤维品质、种子蛋白质含量、脂肪酸组分、农艺性状、抗黄萎病等（三年三点共9个环境）的关系研究，确定了对棉花重要农艺性状影响的关键基因，通过关联分析，明确了与纤维长度、强度、细度、衣分、籽指、单铃重、数、种子蛋白质含量、含油量等这些关键基因的优异复等位基因，结果发现：与纤维长度极显著关联的优异等位变异4个，与强度极显著关联的优异等位变异3个，与细度极显著关联的优异等位变异1个，与整齐度极显著关联的优异等位变异3个，与铃重极显著关联的优异等位变异共4个，与铃数极显著关联的优异等位变异2个，与衣分极显著关联的优异等位变异2个，与籽指极显著关联的优异等位变异3个，与种子蛋白质含量极显著关联的优异等位变异1个，与种子总油份含量极显著关联的优异等位变异1个，与生育期极显著关联的优异等位变异3个，其他性状（如：纤维伸长率、种子油酸和亚油酸含量、黄萎病抗性以及株高等）没有发现极显著关联的优异等位变异。为分子标记聚合辅助选择奠定了基础。发表SCI等学术论文2篇，获得农业部中华农业科技奖二等奖1项，培养了3名博士和1名硕士，其中2名博士和1名硕士毕业。参加国际学术交流2人次。其他后继论文在整理之中。