【摘要】：棉花是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物,其纖維是紡織業(yè)的主要原材料。纖維的長(zhǎng)度、韌性、細(xì)度等決定了纖維的品質(zhì),如何獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的纖維是提升棉花經(jīng)濟(jì)效益的前提。陸地棉李氏突變體(Ligon-lintless1,Li1)是一種纖維極短的突變體,其種子上的纖維只有5~6mm,發(fā)育遲緩,植株矮小,莖葉扭曲,遺傳分析表明該突變體是由顯性單基因Li1控制。作為一個(gè)研究纖維發(fā)育的理想材料,Li1在克隆棉花纖維相關(guān)基因及闡述纖維發(fā)育分子機(jī)理等方面發(fā)揮了重要作用。為了對(duì)Li1植株形態(tài)差異有一個(gè)更深刻的認(rèn)識(shí)及定位Li1基因,本文以海島棉H7124和Li1為親本,配置了F2群體,應(yīng)用SSR及SSCP分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)Li1基因進(jìn)行遺傳定位;此外通過觀察Li1野生型與突變體細(xì)胞和植株的形態(tài),對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)的差異分析。主要研究結(jié)果如下:1.根據(jù)陸地棉基因組序列及前人對(duì)Li1定位的結(jié)果設(shè)計(jì)了73對(duì)SSR和SSCP引物,通過親本多態(tài)性篩選表明28對(duì)引物有多態(tài)性,其中21對(duì)引物擴(kuò)增的條帶比較穩(wěn)定清晰,用于構(gòu)建遺傳圖譜。用這些多態(tài)性引物對(duì)620個(gè)F2單株進(jìn)行遺傳分型,構(gòu)建了一個(gè)跨度為10.5cM,標(biāo)記間平均間距為0.81cM的遺傳圖。所構(gòu)建的遺傳圖譜包括13個(gè)標(biāo)記位點(diǎn),與Li1共分離的標(biāo)記有六個(gè):P98、P216、P219、P221、P222和P234,這些標(biāo)記之間的物理距離因不同的物理圖譜而不同。2.Li1野生型與突變體在株高,單個(gè)棉鈴棉籽數(shù),莖桿茸毛密度等方面有顯著差異:在株高方面,野生型平均達(dá)97.84cm,雜合突變體為60.88cm,純合突變體只有27.82cm;在種子結(jié)實(shí)方面,野生型平均每個(gè)棉鈴可以結(jié)25顆飽滿種子,雜合突變體為19顆,純合突變體只有12顆;在莖稈茸毛方面,野生型比較密且長(zhǎng),雜合突變體雖然長(zhǎng)但是比較稀少,而純合突變體則又短又稀。3.Li1野生型與突變體莖和葉的光學(xué)顯微鏡與電子透射顯微鏡觀察表明:突變體莖中維管束的部分細(xì)胞死亡導(dǎo)致細(xì)胞排列疏松,甚至出現(xiàn)大的空腔;葉中有些葉肉細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離,與野生型相比,葉綠體等細(xì)胞器質(zhì)量差,數(shù)量少。而野生型細(xì)胞排列緊密,結(jié)構(gòu)正常,細(xì)胞器質(zhì)量好。4.顯微鏡下野生型與突變體之間花粉粒及花粉管的形態(tài)無明顯差異:花粉粒均成圓球狀,表面有許多刺突狀突起;用花粉管萌發(fā)培養(yǎng)基體外培養(yǎng)時(shí),一個(gè)花粉�？梢悦劝l(fā)一之?dāng)?shù)根花粉管。在花粉活力及萌發(fā)率方面野生型與突變體之間有差異:野生型花粉活力為89%,雜合突變?yōu)?3%,純合突變?yōu)?2%;野生型花粉管萌發(fā)率為84%,雜合突變?yōu)?9%,純合突變?yōu)?9%。5.通過酶解法獲得了高活力的棉花葉片原生質(zhì)體,用F-Actin特異熒光染料Alexa Fluor 488?phalloidin對(duì)原生質(zhì)體微絲骨架進(jìn)行標(biāo)記,在激光共聚焦顯微鏡下可以清晰的觀察到微絲的形態(tài)及排列格局:絲狀的微絲縱橫交錯(cuò)呈網(wǎng)格狀分布于質(zhì)膜下方,葉綠體比較豐富,被微絲包裹纏繞。對(duì)比野生型與突變體之間的微絲骨架,發(fā)現(xiàn)野生型的微絲比較多,排列緊密,而突變體的微絲數(shù)量比較少,長(zhǎng)度比較短,排列疏松。
[Abstract]:Cotton is an important economic crop, and its fiber is the main raw material of the textile industry. The length, toughness and fineness of the fiber determine the quality of the fiber, and how to obtain high-yield and high-quality fiber is the premise to improve the economic benefit of cotton. Ligon-lintzessl, Li1, a mutant with very short fibers, was only 5-6 mm in the fiber, and the growth was slow, the plant was small and the stem and leaf were twisted, and the genetic analysis showed that the mutant was controlled by the dominant single-gene Li1. As an ideal material for studying the development of fiber, Li1 plays an important role in cloning cotton fiber-related genes and elucidating the molecular mechanism of fiber development. In order to have a more profound understanding of the morphological differences of the Li1 plants and to position the Li1 gene, the F2 population is configured by using the sea-island cotton H7124 and Li1 as the parent, and the genetic positioning of the Li1 gene is carried out by using the SSR and the SSCP molecular marker technology; In addition, by observing the morphology of the wild type and the mutant cell and the plant of Li1, the differential analysis of the system was carried out. The main results are as follows:1. 73 pairs of SSR and SSCP primers were designed according to the genome sequence of the Gossypium hirsutum L. and the results of the previous studies. The polymorphic screening of the parents showed that 28 pairs of primers were polymorphic, and 21 pairs of primers were stable and clear, and used to construct the genetic map. The genetic classification of 620 F2 single plants was carried out by using these polymorphic primers, and a genetic map with a span of 10.5 cM and an average spacing of 0.81 cM was constructed. The constructed genetic map consists of 13 marker sites, and the markers co-separated with Li1 are six: P98, P216, P219, P221, P222, and P234, the physical distance between these markers is different for different physical maps. There was a significant difference in the hairy density of the stem: in the high aspect of the plant, the wild-type average was 97.84 cm, the hybrid mutant was 60.88 cm, the homozygous mutant was only 27.82 cm, and in the seed-bearing aspect, the wild-type average per cotton boll could have 25 full seeds, and the hybrid mutant was 19, The homozygous mutant was only 12; in the aspect of the stalk, the wild-type was relatively dense and long, and the hybrid mutant was short and thin, while the homozygous mutant was short and thin.3. The observation of the optical microscope and electron-transmission microscope of the Li1 wild-type and mutant stem and leaf showed that: Some of the cell death in the vascular bundle in the stem of the mutant resulted in loose cells and even large cavities. Some of the leaf-meat cells in the leaves were separated from the mass wall, and compared with the wild-type, the organelles such as the chloroplast were poor in mass and less in number. And the wild-type cells are closely arranged, the structure is normal, and the organelles are in good quality. There was no significant difference in the morphology of the pollen tube and the pollen tube between the wild-type and the mutant under the microscope. There was a difference between the wild-type and the mutant in the pollen activity and the germination rate: the wild-type pollen activity was 89%, the hybrid mutation was 73%, the homozygous mutation was 62%, the germination rate of the wild-type pollen tube was 84%, the hybrid mutation was 79%, and the homozygous mutation was 69%. The protoplast of the high-energy cotton leaves was obtained by the enzymatic method, and the protoplast microfilament framework was marked with the F-Actin-specific fluorescent dye Alexa Fluor 488-phaloidein, and the morphology and arrangement pattern of the microfilaments can be clearly observed under the laser confocal microscope. The filament-like micro-filaments are distributed in a grid-like shape under the plasma membrane, and the chloroplast is rich and is wrapped by the micro-filament. Compared with the microfilament framework between the wild type and the mutant, the wild type microfilaments are found to be more and more arranged, and the number of microfilaments of the mutant is less, the length is short, and the arrangement is loose.
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S562

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本文編號(hào)：2487878