棉花偏分离染色体的遗传机理和效应剖析

偏分离不仅是普遍的遗传现象，在育种中也有重要的应用价值。在构建棉花高密度种间图谱的同时，我们发现第2、16、18染色体严重偏分离。为了研究棉花种间群体偏分离的机制及其对性状传递的影响，我们以这3条染色体为研究对象，利用正反交F2群体和互交BC1群体研究雌、雄配子和合子在不同胞质背景的传递能力；同时，通过比较棉花种间遗传图谱、陆地棉种内遗传图谱和海岛棉种内遗传图谱研究易位、倒位等染色体结构的变异与偏分离的关系，从而较全面的解析棉花种间群体偏分离的机制。利用海岛棉改良陆地棉一直是育种家努力的方向，为了有助于海岛棉性状向陆地棉的有效转移，我们利用这些分离群体进行这3条染色体的产量和纤维品质性状的QTL定位，探讨偏分离标记与性状的关系，并通过世代的跟踪明确偏分离标记与棉花种间性状传递的关系，为海岛棉优良性状向陆地棉转移提供相应的理论基础。

为了研究海岛棉和陆地棉种间杂交偏分离的机理，为海岛棉优异基因向陆地棉转移提供思路，我们构建了海陆种间2个正反交F2群体和8个正反交回交群体，从全基因组的角度解析了杂交方式对重组率的影响；解析了第2,16,18号三个偏分离染色体偏分离的遗传机理。通过(EP)E和E (EP)两个回交群体，以覆盖全基因组的SSR标记对两群体进行分析。结果表明，两个群体的遗传图谱在图谱总长和标记平均间距不存在显著差异；雌、雄配子重组率对A、D亚基因组的影响不具有特异性，雌、雄配子重组率只在部分染色体区段影响重组。. 在第2号、16、18染色体上分别检测到21、50、23个偏分离标记。在10个群体中检测到46个SDLs。通过群体间比较分析，初步确定了SDL2.1在雄性分离群体(PE)E、(PE)P和雌性分离群体E(EP)，以及(EP)F2群体中被检测到，并且均表现为杂合基因型具有选择优势，暗示该位点存在合子选择，杂合子具有选择优势。SDL2.6在两个雄性分离群体(EP)P和(PE)P中被检测到，而在相应的雌性配子分离群体中没有被检测到，说明SDL2.6可能是雄配子选择位点，同时这个位点在正反交F2群体中也被检测。SDL16.14在雌性分离群体 (EP)E、(EP)P、(PE)E和雄性分离群体E(EP)、P(EP)、P(PE)中被检测到，但在正反交群体中没有检测到，说明此位点可能不受合子选择影响，而是配子选择主导的偏分离。SDL16.1在雄性分离群体E(PE)、P(EP)中被检测到，说明此位点可能是雄配子选择位点，由于此位点没有在相应的群体P(PE)、E(EP)中被检测到，暗示此位点的选择效应可能同时受胚囊环境影响。SDL18.8在8个群体均被检测到，在全部群体中均表现为偏向杂合基因型，这暗示着该位点的具有杂合基因型选择优势。SDL18.1在E(EP)和E(PE)群体中均表现为偏向纯合基因型，这暗示着该位点E22等位位点具有选择优势，并且在(PE)F2群体中也偏向E22纯合基因型。.. 对4个BC1S1群体及亲本的产量和早熟性状进行了考查，利用复合区间作图方法对4个BC1S1分离群体的产量及早熟相关性状进行QTL定位分析，在3个偏分离染色体上检测到14个QTL，分别是E(EP)中4个，E(PE)中1个，(EP)E中6个，(PE)E中3个，QTL解释表型变异9.00%~19。