利用CSSLs进行棉花抗黄萎病、纤维品质和产量性状全基因组QTL定位

棉花种质资源黄萎病抗性剖秆鉴定1. 引言1.1 研究背景棉花作为重要的经济作物，在生产过程中常常受到黄萎病的侵害，严重影响了棉花的产量和质量。

黄萎病是由黄萎病杆菌引起的传染病，主要通过土壤传播，对棉花的根、茎、叶等部位造成严重破坏。

目前，化学防治黄萎病的方法虽然有效，但会对环境造成污染，也会增加生产成本。

寻找具有抗黄萎病能力的棉花种质资源，成为当前棉花育种中的重要课题。

通过对棉花种质资源进行黄萎病抗性评价，可以筛选出抗病性强、适应性广的优良品种，为棉花黄萎病的防治提供重要的遗传资源。

深入研究棉花抗黄萎病的分子机制，有助于揭示植物与病原体互作的规律，为进一步提高棉花的抗病性提供理论基础。

本研究旨在利用相关技术手段对棉花种质资源进行黄萎病抗性剖秆鉴定，为未来棉花育种工作提供科学依据和技术支持。

通过本研究的开展，有望为棉花黄萎病的防控提供新的思路和方法，促进棉花产业的健康发展。

1.2 研究目的本研究的目的是通过对棉花种质资源黄萎病抗性剖秆进行鉴定，为棉花黄萎病抗性育种提供科学依据。

黄萎病是一种常见的棉花病害，严重影响了棉花的产量和质量。

通过研究棉花种质资源中具有抗性的剖秆，可以筛选出抗性较强的品种，进而进行杂交育种，培育出更具抗病性的新品种。

本研究旨在利用生物信息学技术对黄萎病抗性剖秆的遗传机制进行深入分析，揭示抗性相关基因的功能及调控网络，为棉花抗病育种提供理论依据。

通过对不同种质资源的剖秆抗性进行比较分析，可以揭示其抗病机制的差异性，为未来的遗传改良提供借鉴和指导。

本研究还旨在探究抗病基因的表达模式及调控因子，为后续的功能验证和分子设计提供重要参考。

最终目标是培育出抗病性更强、产量更高、质量更好的新棉花品种，为我国棉花产业的发展做出贡献。

2. 正文2.1 材料与方法1. 样品采集与制备从棉花种质资源库中筛选出具有抗性特点的棉花品种作为研究对象，采集其叶片和根系样品，并进行处理和制备。

2. 病原菌培养收集黄萎病病原菌样品，进行培养培育，保证病原菌的活力和纯度。

棉花纤维长度、油份和株高性状QTL定位及候选基因鉴定棉花是最重要的纤维作物,同时也是主要的油料作物。

随着人们对纺纱、棉籽油利用及棉花机械化收获等要求的不断增加,培育纤维长、油份高和株型好的新品种成为当前棉花育种的主要目标。

利用分子标记辅助选择育种可以更加高效准确的改良目标性状。

棉花中RFLP、AFLP和SSR等分子标记的利用在一定时期内对棉花分子育种起到促进作用。

但由于特异标记少、标记密度小,以上标记已无法满足当今科研的需求。

随着高通量测序技术的发展,高密度SNPs标记已经在棉花起源进化、种群分类、全基因组关联分析、遗传图谱构建、相关性状的QTL定位及基因挖掘等研究中被广泛应用。

本研究利用棉花63K Illumina SNP芯片和SLAF-seq高通量分子标记开发技术分别对陆地棉群体和陆海回交自交系群体进行测序,并对自然群体的动态纤维长度和油份含量性状及陆海回交自交系群体的株高性状进行QTL定位,为进一步挖掘、鉴定影响相关性状的的候选基因奠定基础,具体结果如下:1、通过对83份陆地棉材料的10、15、20、25 DPA（day post anthesis）和成熟时期纤维长度进行连续3年两重复测定,发现从10 DPA到成熟期纤维长度变异系数分别为11.29%,10.09%,7.56%,7.69%和6.45%。

此外,五个动态发育时期纤维长度性状遗传力分别为49.14%,47.56%,60.63%,71.06%和92.45%。

以上数据显示该群体纤维发育前期的长度变异较大、遗传力较低,说明纤维发育前期易受环境影响;而成熟期纤维长度遗传力为92.45%,说明棉花纤维最终的长度主要受基因型控制。

2、利用63K Illumina SNP芯片对83份陆地棉材料进行基因型分析,获得15,369个多态性SNP,结合开花后10、15、20、25 DPA和成熟时期纤维长度性状数据进行GWAS分析,分别得到25,38,57,89和88个显著相关的SNPs位点,SNPs位点对表型解释率11.06%-60.01%。

陆地棉遗传图谱标记加密与衣分、光合性状QTL定位棉花是世界上最重要的天然纤维作物,同时也是植物油脂和蛋白质的重要来源。

棉属包括约45个二倍体种和5个异源四倍体种,其中有4个栽培棉种,分别是亚洲棉、草棉、陆地棉和海岛棉。

陆地棉产量占世界棉花总产量的95%以上。

高产一直是棉花育种的重要目标,棉花产量由单位面积株数、单株铃数、铃重和衣分构成。

衣分与棉花皮棉产量关系密切,提高衣分是品种生产力提高的一个重要因素。

衣分和棉花其他产量性状(铃数和铃重)相比,受环境影响较小,且遗传力较高。

光合作用是作物获得高产的生理基础,光合作用的改善对提高作物的产量具有重要意义。

叶绿素是作物叶片光合作用的主要物质基础和叶绿体的重要组成部分,也是叶片功能持续期长短的重要标志。

叶绿素含量反映体内含氮水平与单位叶面积的光合单位数,可衡量植株衰老程度和光合作用能力强弱。

叶绿素含量较高的品种,其叶片功能期较长,不易早衰,在生育后期能更多地利用光能合成干物质,形成更多的经济产量。

已有研究表明,棉花产量、光合特性和纤维品质等属多基因控制的数量性状,传统育种改良进展缓慢。

DNA分子标记技术的出现,为作物遗传改良提供了一种快速、准确的育种方法。

在对数量性状QTL进行定位的基础上,利用与数量性状QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择,能够有效的提高选择效率。

目前,有关棉花光合性状QTL定位研究报道较少,本研究以渝棉1号和T586的重组近交系群体F2：7家系为材料,对原有遗传连锁图谱进行标记加密,并分析控制棉花衣分和光合性状的QTL及其效应,为棉花分子标记辅助育种提供理论参考。

1.亲本间标记多态性与群体基因型检测利用本实验室设计的6955对SSR引物,对亲本渝棉1号和T586进行多态性筛选,共获得305对多态性引物,多态性比例为4.37%。

用305对多态性SSR引物对陆地棉重组近交系群体(渝棉1号×T586)270个家系进行基因型检测,共获得334个位点。

陆地棉遗传图谱构建与纤维品质性状QTL定位的开
题报告
1.研究背景
棉花是世界上最重要的纤维作物之一，主要用于纺织和医药领域。

陆地棉是棉花的重要品种之一，在中国种植面积和产量均居于前列。

某
些陆地棉纤维品质优秀，长短比高，强度大，适合纺织加工，特别是在
纺织品质量要求较高时表现出优势。

因此，深入探究陆地棉纤维品质的
遗传调控机制及分子标记，对陆地棉遗传改良及棉花产业发展具有重要
意义。

2.研究目的
本研究旨在构建陆地棉品种的遗传图谱，挖掘纤维品质性状的QTL，并探索陆地棉纤维品质的遗传机制和分子标记，为陆地棉的遗传改良和
优化提供科学依据。

3.研究内容
（1）陆地棉基因组DNA提取，建立基因组DNA文库。

（2）利用RAD-seq技术对陆地棉进行遗传图谱构建。

（3）通过生物信息学分析，对陆地棉基因组的SNP位点进行筛选
和过滤。

（4）利用群体遗传学方法和QTL分析技术，定位纤维品质性状的QTL。

（5）对QTL定位结果进行验证和分析，以寻找与纤维品质相关的
功能基因和分子标记。

4.研究意义
（1）为陆地棉遗传改良提供科学依据和分子标记，为陆地棉纤维品质改良提供支持。

（2）深入探究陆地棉纤维品质的遗传机制和分子标记，对棉花产业提高经济效益和推进可持续发展具有重要意义。

（3）此研究还将对陆地棉基因组、生物信息学等领域进行理论探讨，促进相关学科的发展。

海岛棉纤维品质性状的QTLs定位的开题报告
题目：基于分子标记的海岛棉纤维品质性状的QTLs定位
研究背景和意义：
海岛棉作为高品质棉花的代表之一，其纤维细长、白度高、手感好，具有很高的经济价值。

然而海岛棉纤维品质性状（如长度、单纤维强度、质量等）是受到多种环
境和遗传因素影响的复杂性状，其相关遗传基础一直是困扰着棉花育种的难题。

现今，基于分子标记的QTLs定位技术成为破解这一难题的有效途径，同时也为育种提供了依据。

研究内容和方法：
本研究旨在通过SSR、SNP等分子标记技术，在F2群体中对海岛棉纤维品质性
状进行QTLs定位。

具体方法如下：
（1）构建F2群体和测定性状：采用杂交法构建F2群体和F2:4基因型群体，分别测定其纤维长度、单纤维强度等性状。

（2）分子标记分析：采用SSR、SNP等分子标记技术进行QTLs定位，同时计
算QTLs检测力。

（3）解析QTLs遗传效应：基于遗传效应大小及方向，对QTLs进行解析，即解析纤维品质性状的QTLs基因机制。

（4）标记辅助选择：利用定位到的QTLs标记辅助选择，提高育种效率。

研究意义与成果预期：
通过本研究，定位到的QTLs将为棉花育种提供有效依据，同时QTLs基因解析
也将为探究棉花纤维品质性状的遗传机制提供有力证据。

最终目标是实现标记辅助选择，通过分子育种实现快速有效的棉花纤维品质改良，提高我国棉纺织业的国际竞争力。

棉花分子遗传图谱构建和纤维品质QTL定位的开题报告一、选题背景棉花是最重要的纺织原料之一，全球最大的纤维作物之一。

但由于其基因组复杂、染色体数量多，同时与环境互作的复杂性，棉花分子遗传图谱和纤维品质的遗传基础仍然较为模糊，阻碍了其进一步的遗传改良。

因此，构建一个完整的棉花分子遗传图谱并定位可量化的纤维品质性状的QTL，有助于加深对棉花遗传基础的理解，进一步提高棉花的品质和产量。

二、研究内容本研究将设计并构建棉花分子遗传图谱，并利用该图谱定位纤维品质相关性状的QTL，以探究棉花品种间基因多样性和纤维品质的遗传基础。

具体研究内容包括：1.选取种质材料和分子标记：采用包括基于SSR和SNP分子标记的杂种授粉群体，对群体中的个体进行基因型分析，寻找携带变异的个体作为进一步研究的种质材料。

2.建立连锁图：通过对种质群体的基因型分析，敲定分子标记间的连锁关系，建立棉花分子遗传图谱。

3.筛选分子标记：采用决策论筛选法剔除低频标记，挑选出高频、信息量丰富的分子标记，以提高QTL的精度和准确度。

4.纤维品质性状测定：收集种质材料的纤维品质性状数据，包括纤维长度、强度、外观和成熟度等方面的指标。

5.定位QTL：将群体的基因型和纤维品质性状数据结合起来，利用QTL分析方法，定位与纤维品质相关的QTL。

三、预期成果1. 构建完整的棉花分子遗传图谱，丰富棉花种质资源的遗传基础2. 定位与纤维品质相关的QTL，为棉花纤维品质的遗传改良提供理论基础四、研究意义本研究有助于深入了解棉花的遗传基础和复杂的纤维品质形成过程，在提高棉花品质和产量方面具有重要的指导作用。

同时，该研究也为其他作物的分子遗传图谱构建和QTL定位提供了参考。

棉花抗黄萎病全基因组关联分析及TIR-NBS-LRR类抗病基因GhTNL1功能研究我国棉花黄萎病主要病原为大丽轮枝菌(Verticillium dahliae),黄萎病的发生严重影响了棉花产量和品质,目前选育优异的抗病品种是防治黄萎病最为有效的措施。

全基因组关联分析(GWAS)研究策略有利于充分利用自然群体中的历史重组事件,群体遗传变异丰富,对于抗性位点的定位具有更高的分辨率。

陆地棉(Gossypium hirsutum)TM-1基因组测序工作的完成,为开展GWAS分析以及基因克隆提供了有力的支撑。

本研究以299份优异棉花种质构建陆地棉抗黄萎病关联群体。

SLAF测序得到覆盖26条染色体的85,630个高质量SNPs。

群体内个体间亲缘关系评估显示群体含有丰富的遗传变异,个体间亲缘关系较远,对全基因组关联分析干扰较小。

主成分分析和系统发育分析显示,群体主要可以分为2组,其中组I主要来自于长江流域棉区(YZR),组II主要来自黄河流域棉区(YR)和西北内陆棉区(NW),尽管在这两组内也发现不同程度的个体渗入,但是分组与个体的地理来源存在一定的相关性。

基于不同环境下表型数据分别与基因型数据进行关联,共鉴定了17个与大丽轮枝菌响应显著相关的SNPs。

A04,A02和D05等染色体上的峰值SNPs与已报道QTLs重叠,在A10染色体上关联得到一个在三种环境条件下稳定存在的抗性位点VwRL3。

SNPs有效性分析显示,含有利SNP基因型的品种抗性明显较强,有利SNPs数量越多抗性越强,说明黄萎病抗性具有显著的聚合作用。

单体型块图分析确定了一个372 kb的候选区间,该区间为一个抗病基因富集区,包含22个候选基因。

分别对VwRL3位点内候选基因VIGS沉默分析显示只有GhTNL1基因单独沉默植株接菌后出现严重的黄萎病症状。

抗、感材料中GhTNL1基因表达模式分析表明,该基因在大丽轮枝菌侵染后6-24 h表达强烈,这与大丽轮枝菌在6-24 h是侵染寄主的关键时期相吻合。

棉花遗传图谱构建及纤维品质性状的 QTLs 定位王志伟;魏利民;薛薇;吴立强;张贵寅【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2015(000)002【摘要】为进一步增加特异性分子标记，填补棉花遗传图谱密度空隙，挖掘与纤维品质紧密相关的数量性状位点（QTLs）以陆地棉（Gossypium hirsutum L．）中棉所8号和海岛棉（Gossypium barbadense L．） Pima90杂交产生的 F2群体为材料，利用 SSR 标记对构建棉花遗传图谱及纤维品质性状 QTLs 定位进行研究。

结果表明：构建了包含15个连锁群和102个标记位点（其中25个标记位点前人未曾报道）的连锁图谱，图谱总长642．1 cM，约占棉花基因组的14．4％，标记间平均距离为6．3 cM。

15个连锁群中的6个分别被定位于5条染色体上，9个连锁群未定位于染色体上。

应用复合区间作图法分析 F2单株和F2∶3家系的纤维品质性状，检测到11个与纤维品质有关的QTLs，包括2个纤维长度（FL），4个马克隆值（FM），3个比强度（FS），2个伸长率（FE），分别解释表型变异的19．1％～24．8％、8．9％～16．9％、11．8％～19．0％和12．2％～34．3％。

【总页数】4页(P10-13)【作者】王志伟;魏利民;薛薇;吴立强;张贵寅【作者单位】保定职业技术学院，河北保定 071051;保定职业技术学院，河北保定 071051;保定职业技术学院，河北保定 071051;河北农业大学，河北保定071051;河北农业大学，河北保定 071051【正文语种】中文【中图分类】S562【相关文献】1.利用 AFLP 构建棉花遗传图谱及纤维品质性状 QTL 分析 [J], 王志伟;魏利民;谢晓美;吴立强;张贵寅2.陆地棉遗传图谱构建与纤维品质性状QTL定位 [J], 李朋波;曹美莲;刘惠民;杨六六;陈耕3.棉花分子遗传图谱构建和纤维品质性状QTL分析 [J], 杨鑫雷;王志伟;张桂寅;潘玉欣;吴立强;李志坤;王省芬;马峙英4.陆地棉遗传图谱构建及产量和纤维品质性状QTL定位 [J], 陈利;张正圣;胡美纯;王威;张建;刘大军;郑靓;郑风敏;马靖5.利用陆海杂种BC_1群体构建棉花遗传连锁图谱并初步定位产量性状相关的QTL [J], 李骏智;杨泽茂;李俊文;石玉真;刘爱英;陈琴;李爱国;张保才;刘广平;蒋建雄;王涛;袁有禄因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

收稿日期:2008206226基金项目:“十一五”国家科技支撑计划(2006BAD01A05-27);河南科技学院高层次人才科研项目(2007008)作者简介:李成奇(19742),男,山西临猗人,副教授,博士,主要从事棉花分子育种研究。

通讯作者:王清连(19562),男,河南浚县人,教授,主要从事棉花常规与分子育种研究工作。

棉花分子遗传图谱构建与QT L 定位研究进展李成奇,黄中文,王清连3(河南科技学院生命科技学院,河南新乡453003)摘要:构建高密度饱和的分子遗传图谱是全面系统进行Q TL 定位的基础。

近年来,随着分子标记技术及统计分析方法的迅速发展,许多作物已构建了较为饱和的分子遗传图谱,利用这些图谱已定位了不少重要性状Q TL 。

棉花的分子标记及Q TL 定位研究较晚,但进展很快。

为此,综述了近年来棉花的分子遗传图谱构建,以及重要性状,包括产量、纤维品质、抗性、形态、生理、早熟性等Q TL 定位的研究进展,并对当前存在的问题进行了分析和探讨。

关键词:棉花;遗传图谱;数量性状;Q TL 定位中图分类号:S562Q75 文献标识码:A 文章编号:100423268(2008)1220016206 20世纪80年代以来,由于分子生物学以及以饱和遗传图谱为基础的数量性状基因座(Q TL )作图方法的迅速发展,人们对数量性状遗传基础的研究出现了革命性的变化。

特别是在过去的20多年中,分子标记技术得到了突飞猛进的发展,至今已经有几十种分子标记技术相继出现,主要包括RFL P ,RA PD ,SSR ,ISSR ,A FL P ,STS ,SRA P ,TRA P ,SN P ,R GA 等。

这些分子标记已广泛应用于作物的分子遗传图谱构建、种质资源遗传多样性、基因/Q TL 定位以及图位克隆等各个领域。

同时,以分子标记为手段的Q TL 区间作图、复合区间作图、多重区间作图、基于混合线性模型的复合区间作图、Q TL 精细作图以及其他统计分析方法的应用和逐渐完善,使人们可以通过标记基因型分离与数量性状的量之间的关系,直接把握数量性状基因。