【摘要】：建立一種快速預(yù)測陸地棉雜種優(yōu)勢的方法對于強優(yōu)勢雜交種的高效選育,進一步提高棉花產(chǎn)量具有重要意義。本研究的目的是了解陸地棉種內(nèi)雜交種的優(yōu)勢及遺傳表現(xiàn),通過遺傳距離的分析,利用前期報道的與產(chǎn)量性狀相關(guān)的SSR分子標記,篩選多態(tài)性標記并計算親本遺傳距離,進行相關(guān)分析與回歸分析來確定與雜種優(yōu)勢的關(guān)系。利用本課題保存的11個陸地棉親本自交系,采用5×6 NCⅡ交配設(shè)計配置30個種內(nèi)雜交種,2016年和2017年分別種植于我國西北內(nèi)陸,黃河流域和長江流域三大棉花生產(chǎn)區(qū)內(nèi),結(jié)合田間調(diào)查的產(chǎn)量和品質(zhì)性狀,采用朱軍的加性-顯性-環(huán)境互作(Additive-Dominant-Environment,ADE)遺傳模型較全面地分析了不同雜交棉在三個棉花生態(tài)區(qū)的遺傳效應(yīng)及雜種優(yōu)勢表現(xiàn),同時通過篩選與產(chǎn)量性狀相關(guān)QTL(Quantitative Trait Loci)連鎖的SSR(Simple Sequence Repeats,SSR)分子標記估算親本遺傳距離,探索了應(yīng)用產(chǎn)量相關(guān)分子標記預(yù)測雜種優(yōu)勢的可行性。另外,本研究還應(yīng)用聯(lián)苯胺-甲萘酚法測定花粉活力并對12個不育系與4個恢復(fù)系雜交所得48個F_1代進行了可育花粉率與產(chǎn)量品質(zhì)的相關(guān)性分析,為三系育種工作提供一定的參考。主要研究結(jié)果如下:1.陸地棉種內(nèi)雜交種產(chǎn)量及品質(zhì)性狀均存在顯著的雜種優(yōu)勢,雜種優(yōu)勢皮棉產(chǎn)量和籽棉產(chǎn)量高于單鈴重,單株鈴數(shù)及衣分,品質(zhì)優(yōu)勢相對最弱;雜種優(yōu)勢受環(huán)境影響較大,其在不同棉區(qū)有明顯的差異。雜交棉產(chǎn)量和品質(zhì)性狀同時受到遺傳主效應(yīng)及環(huán)境互作效應(yīng)的控制,單鈴重,單株鈴數(shù),籽棉產(chǎn)量和皮棉產(chǎn)量主要受到基因與環(huán)境互作效應(yīng)的控制,遺傳效應(yīng)的顯性效應(yīng)值大于加性效應(yīng)值;而衣分和纖維品質(zhì)性狀主要受遺傳主效應(yīng)的控制,加性效應(yīng)值大于顯性效應(yīng)值。相關(guān)分析表明:皮棉籽棉產(chǎn)量與單鈴重,單株鈴數(shù)和衣分顯著正相關(guān),與纖維長度,整齊度,馬克隆值和伸長率微弱正相關(guān),與比強度有負相關(guān)。纖維品質(zhì)之間除馬克隆值外均有正相關(guān)關(guān)系,馬克隆值與其他纖維品質(zhì)性狀之間呈負相關(guān)關(guān)系。2.從523個產(chǎn)量相關(guān)QTLs中篩選到了354個SSR標記,其中篩選到33個清晰的多態(tài)性標記,親本遺傳距離的范圍為0.0783-0.9844。相關(guān)分析表明:產(chǎn)量相關(guān)性狀分子標記計算的親本遺傳距離與大部分性狀的雜種優(yōu)勢均不顯著,僅在阿拉爾,遺傳距離與籽棉產(chǎn)量,皮棉產(chǎn)量和單株鈴數(shù)的雜種優(yōu)勢存在顯著的相關(guān)關(guān)系,對其進行回歸分析得,遺傳距離與籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量的雜種優(yōu)勢有線性回歸關(guān)系,與單株鈴數(shù)有拋物線回歸關(guān)系,故分子標記在大范圍應(yīng)用于多個環(huán)境下預(yù)測雜種優(yōu)勢是無效的,但對特定環(huán)境下或?qū)Νh(huán)境不敏感的材料有一定的預(yù)測潛力。3.花粉保存在-20℃條件下其活力隨貯藏時間的加長而減弱,51小時內(nèi)其花粉活力依然保持88%以上,在本實驗方法下-20℃保存花粉51小時內(nèi)測定對實驗結(jié)果無顯著性影響。F1組合的可育花粉率均低于其恢復(fù)系及常規(guī)雜交種,大部分組合降低水平處于20%以內(nèi)。不同恢復(fù)系的恢復(fù)力有明顯差異,其中H46恢復(fù)力較強。F1組合可育花粉率與單株鈴數(shù)成顯著正相關(guān),與整齊度指數(shù)的負相關(guān)關(guān)系達到0.1的顯著水平,與衣分,單鈴重,籽棉產(chǎn)量,皮棉產(chǎn)量,纖維長度,比強度,馬克隆值,伸長率均成正相關(guān),但未達到顯著水平。
【圖文】：

圖 3-1 三個棉區(qū)強優(yōu)勢組合篩選Fig. 3-1 The selected high-heterosis crosses in three cotton belts環(huán)境下遺傳效應(yīng)分析分量 3-5，圖 3-2）除 FU，MIC 和 FE 外，大部分性狀遺傳方差%，BW，LP，LY 和 FL 的表型總方差中 0.80 以上是基因方差中 0.71 以上是基因型方差,而其他性狀的表型總方差中說明這些性狀的表型主要是由遺傳控制的。產(chǎn)量和纖維品質(zhì)顯性效應(yīng)）及遺傳與環(huán)境互作效應(yīng)（加性環(huán)境互作效應(yīng)與，SCY 和 LY 主要受到遺傳與環(huán)境互作效應(yīng)的影響，衣分與受到遺傳主效應(yīng)的控制。結(jié)果表明產(chǎn)量性狀對環(huán)境反應(yīng)更敏型的影響，可通過育種改良與改進栽培措施來共同提高產(chǎn)量現(xiàn)較穩(wěn)定可在單一環(huán)境中進行改良。 中可以檢測到顯著的加性效應(yīng)，同時檢測到顯著的顯性效

狀的加性效應(yīng)均大于顯性效應(yīng)，而在 FU 中，加性與顯性效應(yīng)占比相等。表 3-5 不同生態(tài)區(qū)的產(chǎn)量，產(chǎn)量構(gòu)成性狀及纖維品質(zhì)性狀的方差分量比例5 Proportions of variance components for yield, yield-component traits and fiber quality traits ilocations/VPVD/VPVAE/VPVDE/VPVE/VPVG/VP(VA+VD)/VG(V.0000 0.2754** 0.3964** 0.1904** 0.1377* 0.8622 0.3194 0482+0.0964* 0.0893+0.5416** 0.2245+0.7755 0.1865 018** 0.1628** 0.2501** 0.0944 0.1909+0.8091 0.5742 .0000 0.2392** 0.3708** 0.1809* 0.2091 0.7909 0.3024 0276+0.2822** 0.2812** 0.2206* 0.1884+0.8116 0.3817 266** 0.0474 0.0264+0.1086* 0.191** 0.809 0.8331 143** 0.1585* 0.0389 0.2596* 0.3287* 0.6713 0.5553 666** 0.0226* 0.0164 0.0832 0.2118* 0.7882 0.8736 295** 0.0233* 0.2074** 0.0727 0.3671* 0.6329 0.5574 797** 0.0281 0.0941* 0.2139* 0.2842** 0.7158 0.5697 應(yīng)， VD: 顯性效應(yīng)，VAE:加性環(huán)境互作效應(yīng)，VDE: 顯性環(huán)境互作效應(yīng)，VE: 環(huán)境方差，VP: 表型方差，著性水平 0.1, 0.05 和 0.01。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S562

【參考文獻】

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本文編號：2612001