發(fā)布時間：2020-11-01 06:05

　　 海島棉(G.barbadenseL.)纖維品質(zhì)優(yōu)異,是紡高支紗的天然原料,目前僅在美國、埃及、中亞、印度及中國的新疆等地種植,中國總產(chǎn)約占世界的30%。我國從建國初期開始,引進了大量海島棉資源,并利用資源在新疆長期開展了品種培育,迄今為止,形成了一類具有獨特區(qū)域特點的海島棉類型。目前,國內(nèi)外在海島棉資源上的研究還很少,這不利于其優(yōu)異基因的挖掘利用及相關研究工作的開展。本文以新疆海島棉品種為出發(fā)點,在分析其性狀表現(xiàn)及遺傳背景的基礎上,系統(tǒng)研究了國內(nèi)外種質(zhì)資源的遺傳多樣性狀況及群體結(jié)構(gòu)特征,并利用關聯(lián)分析方法定位了與纖維相關QTL,對具有優(yōu)異等位變異的特異材料進行不同纖維發(fā)育時期轉(zhuǎn)錄組測序,比較了不同發(fā)育期轉(zhuǎn)錄組水平基因表達的差異,并對纖維相關功能基因進行了驗證,為今后海島棉育種奠定一定基礎。本文取得的主要結(jié)果如下:1.新疆海島棉育成品種表現(xiàn)及系譜研究58個育成品種株高、單株鈴數(shù)、纖維比強度變異系數(shù)較大;隨著年代增加,纖維長度、比強度、抗病性提升較快;主栽品種鈴期變長、單株鈴數(shù)增加、纖維品質(zhì)改善。系譜分析表明,新疆海島棉育成品種骨干親本主要來源于中亞,早期育成品種遺傳基礎狹窄,后期隨著優(yōu)異中間材料的持續(xù)注入,主要經(jīng)濟性狀不斷改進,2010s后期品種系譜來源較復雜,但仍屬于中亞埃及型,品種聚類結(jié)果與系譜來源較為一致。2.海島棉的遺傳多樣性及親緣關系218份世界海島棉資源在枯萎病發(fā)病率、株高、始果枝節(jié)位、單株鈴數(shù)和纖維比強度變異系數(shù)較高;中國新疆塔里木地區(qū)材料在株高、果枝數(shù)、子指、纖維比強度等均存在較高的多樣性;烏茲別克斯坦材料在果枝數(shù)、單株鈴數(shù)上、非洲地區(qū)的材料在單鈴重、衣分上均具有顯著的優(yōu)勢。利用分子標記探索海島棉的遺傳多樣性,也表明這些海島棉材料具有較高的遺傳多樣性,Nei's基因多樣性指數(shù)(H)變異范圍為0.2442～0.4998,平均為0.4145,其中以新疆塔里木地區(qū)的材料多樣性最為豐富。將218份材料分為兩大類,第一大類植株較矮,子指較低,絨長較短、鈴重小、衣分低的特點;第二大類依據(jù)株型可分為2個亞類,5個次亞類,同一來源的資源多聚在一類,新疆2010年后育育成的海島棉多聚到一類,與其他區(qū)域品種距離較遠。3.海島棉群體結(jié)構(gòu)及連鎖不平衡特點對海島棉資源的群體結(jié)構(gòu)進行分析,可以對不同材料居群的層次關系更加清晰,利用SSR分子標記通過全基因組的掃描,發(fā)現(xiàn)當群體數(shù)目k=3時,可將海島棉資源分開,但存在亞群結(jié)構(gòu)。對218份資源進行了 Hardy-Weinberg測驗,估計海島棉基因組LD結(jié)構(gòu),160個SSR標記中共檢測到6654種位點組合存在連鎖不平衡,占所有可能成對位點組合的38.8%,其中237個成對位點組合存在較高程度的連鎖不平衡(D'0.5)。4.海島棉纖維性狀與SSR標記的關聯(lián)分析在對海島棉群體結(jié)構(gòu)分析的基礎上,通過全基因組關聯(lián)分析,在海島棉SSR標記的鑒定中,通過以各個個體相應的Q值作為協(xié)變量,纖維性狀變異對SSR位點變異作回歸分析,檢測到15個位點的變異分別與海島棉纖維性狀在p0.05水平上顯著相關。5.海島棉纖維性狀的轉(zhuǎn)錄組分析基于對海島棉纖維性狀的轉(zhuǎn)錄組學分析,差異表達基因在分子功能分組中富集在GTP相關酶等。在生物過程分組中,差異表達基因富集在核酸轉(zhuǎn)錄(nucleic acid-templated transcription)、RNA合成(RNA biosynthetic process)等生物過程。從篩選的差異表達與纖維直接相關并驗證了的3個基因,對其在胚珠中的表達量進行了初步分析,發(fā)現(xiàn)這3個基因確實對海島棉纖維發(fā)育起作用,后期還需要進一步的功能驗證。
【學位單位】：中國農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S562
【部分圖文】：

成品種性狀變化分析??年數(shù)據(jù)進行方差分析，除馬克隆值外，品種間差異達到了顯著或極顯著。??海島棉育成品種中，枯萎病發(fā)病率、果枝類型品種間變異系數(shù)大，單株、纖維強力和黃度次之，其他性狀變異系數(shù)較小。??表２－２?５８個育成品種性狀表現(xiàn)??Ｔａｂｌｅ?２－２?Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?ｏｆ?５８?ｖａｒｉｅｔｉｅｓ平均值?平均偏ｓ?極差?變異系數(shù)（％）４３．２±１．７?１．２?７．０?５．０?３．９４２８．８±１．９?１．５?９．４?６．７?４．５４Ｓ（ｄ）?６４．５±２．２?１．８?９．３?３．４?４．５９ｄ）?１３６．５±２．８?２．２?１３．８?２．２?４．３６）?１０４．２±１３．５?１０．８?５６．４?１３．０?４．５５Ｓ?３．５±０．５?０．４?２．５?１５．０?３．７６?１３．３±１．２?０．９?５．６?９．０?４．８２ＰＰ?１０．４±１．９?１．５?８．２?１８．０?４．５９（ｇ）?３．２±０．３?０．２?１．１?８．５?４．４７?３１．８±１．６?１．２?８．８?５．１?４．２１

持續(xù)時間僅為６１．５ｄ；?２０１０ｓ育成的品種又呈現(xiàn)出增加的趨勢，達到了?６５．７ｄ。??在整個生育期方面，ｌ％０ｓ－７０ｓ和２０１０ｓ育成的品種生育期較長，達到１３７．０ｄ左右；１９９０ｓ生??育期最短，為１３５．０ｄ。（圖２－２）??十尚期（ｄ）?－Ｘ－諾期（ｄ）?？花期（山?？?Ｍ?ｆｌ期（山??〇＿?ｅ?ｅ?？?§?ｆ１４０??＾???????????６０１?１２０??５０?ｊ?１１００??３?ｗｉ?＋?＋?＋?＋?—??＋?８０?；??３０?ｘ?－?????－?－?－?－ｘ??ｘ?．６０?州??２０Ｉ?［４０??１〇?ｊ?Ｉ２０??°?１９６０ｓ－７０ｓ?１?１９８０ｓ?１?１９９０ｓ?丨?２０００ｓ?１?２０１０ｓ??年代ｙｅａｒ??圖２－２不同年代育成品種生肓進程表現(xiàn)??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｇｒｏｗｔｈ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｖａｒｉｅｔｉｅｓ?ｉｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｅｒｉｏｄｓ??１３??

圖２－３不同年代品種纖維長度、比強度、整齊度變化規(guī)律?
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本文編號：2865126