陆地棉中棉36背景海岛棉染色体片段代换系创制及分子鉴定

As the genetic basis of current upland cotton cultivars is narrow, exploring new germplasm resources and discovering novel alleles relevant to important traits have become most important themes in the field of cotton research. In this research, we firstly developed one set of Chromosome Segment Substitution Lines (CSSLs). To develop the CSSLs lines: the F1 plants were generated by a cross using Zhongmian36 as the recipient parent and one of the high fiber quality Recombination Inbred lines (RIL1) as the donor parent. The ZHongmian36×RIL1 F1 progeny was backcrossed with Zhongmian36 until BC4F1 and self-pollinated to produce BC4F2. MAS was conducted to identify individual BC4F1 and BC4F2 genotypes and having 1-2 donor chromosome segments in the Zhongmian36 background. One chromosome segment substitution line found during the development of the CSSL, that carried segment for high fiber quality. The CSSL line was crossed with Zhongmian36 .Fine mapping QTLs of fiber quality traits will from F2 individuals.This study developed novel CSSLs for cotton genetics and breeding, consequently provides the basis for future research into fine mapping of genes related to fiber quality, analyses of candidate gene association, and molecular marker-assisted breeding.

目前新疆陆地棉栽培品种遗传基础狭窄。通过棉花种属或种间杂交拓宽遗传基础，发展重要性状相关新颖等位基因并有效转育是棉花遗传育种研究领域及其重要的主题之一。本研究以新疆陆地棉栽培品种中棉所36为母本与海岛棉渐渗重组自交系（RIL）F2:10中挑选的优质材料RIL1杂交，然后用中棉36回交，回交4次和自交1次，在BC4F1及BC4F2代借助分子标记辅助选择创建中棉所36背景染色体片段代换系（CSSL）群体。对群体染色体渐渗片段具体分析鉴定染色体单片段及2片段代换系。在创建染色体片段代换系的过程中鉴定出纤维品质上与轮回亲本明显差异的一个染色体片段代换株系与中棉所36杂交构建F2作图群体并结合分子标记进行纤维长度、比强度、马克隆值相关QTL精细定位。此项研究通过创建新颖的陆地棉染色体片段代换系为棉花遗传育种研究及基因定位、候选基因分析及分子标记辅助育种提供基础。

目前新疆陆地棉栽培品种遗传基础狭窄。通过棉花种属或种间杂交拓宽遗传基础，发展重要性状相关新颖等位基因并有效转育是棉花遗传育种研究领域及其重要的主题之一。本研究以新疆早熟陆地棉栽培品种中棉所36为轮回亲本，优质的海岛棉渐渗系的重组自交优系R025杂交后与中棉36回交4代，自交1代构建BC4F2回交群体，用SSR标记进行辅助选择，创建中棉所36遗传背景的海岛棉染色体片段代换系在两个环境进行品质鉴定。群体中用含长绒棉染色体片段代换的优质株系P18与遗传背景相似纤维品质极差的株系P56之间杂交构建F2群体在两个环境品质鉴定。用简化基因组测序得的SNP标记,对纤维品质性状和产量性状进行了QTL定位研究 为下一步基因精细定位、基因克隆和分析聚合育种等研究准备技术及材料基础。.研究主要结果如下.1．通过两个优良材料的杂交并回交,培育了包括286株的BC4F2回交群在两个环境进行鉴定。群体在两个环境中品质性状平均值变化不大，纤维长度，整齐度，伸长率平均值与亲本供体亲本R025接近，但最大值比R025明显提高，各性状超亲比率程度在32%-100%之间。.2. 在南北疆两个环境群体纤维长度与纤维伸长率均呈极显著正相关, 相关系数为0.740和0.543，纤维长度与比强度呈极显著正相关,其中北疆相关性比较高，为0.642。马克隆值与纤维长度和比强度之间相关性均呈及显著负相关，其中在玛纳斯环境的相关性较高为-0.534和-0.3733。.3.用SSR标记进行选择检测到84个含有海岛棉染色体片段的CSSLs，导入的海岛棉片段覆盖棉花基因组最长的达到8.1cM,覆盖检测长度的3.8%;平均覆盖基因组1.4cM,占检测长度的0.9%。回到轮回亲本背景的比率平均为96.7%,超过其理论值96.9%。84个CSSL中有8个株系只含有1个海岛棉的片段;16株系含2个片段。但主要居中在2一5个片段之间,覆盖比率平均为1.08%。.4.共找到16个品质性状相关QTL，其中纤维长度QTL（qFL-LG4-1）、对表型的贡献率均为11.5%，比强度QTL（qFS-Ls18-1）对表型的贡献率为 13.78%、马克隆值QTL（qMC-LG10-1）的贡献率达到33.46%，以上3个主效QTL 99%置信区间都在3cM以内，是为具有定位较精细定位的主效位点。创建6份含有l-2海岛棉代换片段的优质基础材料.