不同生态区三系杂交棉遗传效应及恢复系恢复能力分析

作     者：崔艳利 

作者单位：中国农业科学院 

学位级别：硕士

导师姓名：邢朝柱

授予年度：2014年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：遗传背景 遗传效应 生态环境 恢复能力 热激蛋白基因 

摘      要：棉花三系法制种不仅成本低、速度快，且简便高效，备受人们关注。近年来，我国虽然在三系杂交育种选育与应用方面取得了一定进展，但是在生产应用和优势组合选育方面仍存在着一些问题，如恢复系的育性恢复能力受到外界环境条件的影响等，在一定程度上限制了三系杂交棉的应用与发展。因此对三系杂交棉进行研究探索是非常有必要的。本研究利用3个核背景不同的恢复系材料和7个不同的哈克尼西棉胞质不育材料及其配置的21个F1后代通过不同试点种植、性状调查、室内考种，利用ADE模型和SAS统计软件分析的方法，明确棉花产量和纤维品质的遗传效应和优势组合、探索遗传背景对恢复系恢复能力的影响及其与温度等外界条件的关系。此外，利用哈克尼西棉细胞质雄性不育系、保持系和恢复系以及恢复基因近等基因系材料，通过实时荧光定量PCR技术对17个热激蛋白基因进行了分析，以期在在分子水平上对恢复系育性恢复能力与温度的相关性进行初步研究。取得的结果如下： 1.选用3个核背景不同的恢复系材料和7个不同的哈克尼西棉胞质不育材料及其通过NCⅡ遗传交配设计配置的21个杂交组合，分别在三个不同的生态区种植。对21个三系杂交组合的遗传效应分析结果显示，产量和纤维品质性状均受到加性效应的显著影响，产量性状均受到加性与环境互作效应的影响，而纤维品质中只有纤维长度和马克隆值受到加性与环境互作效应的影响。 2.对恢复系ZBR、H46和H80的恢复能力进行分析，结果表明，安阳和无为两个地点均表现为恢复系H46和H80的育性高于恢复系ZBR，且亲本为恢复系H46和H80的F1代在花粉育性和产量上均高于以恢复系ZBR为亲本的杂交组合;恢复系的恢复能力不仅与恢复系本身有关，还与其所种植的试验点所处的生态环境有关;F1花粉育性与产量之间呈极显著相关。 3.利用HSP基因对两套近等基因系材料以及3个恢复系材料进行荧光定量分析。实验结果表明，HSP基因GhiSP-5、GhiSP-8、GhiSP-14、GhiSP-17在两套近等基因系材料中表达相似，但在恢复系材料中GhiSP-5与其他3个基因表达差异较大，其基因来源也各不相同;HSP基因GhiSP-1、GhiSP-2、GhiSP-3、GhiSP-6，在恢复能力较强的恢复系H46中表达量较低，且在两套近等基因系材料中具有类似的表达模式。这些结果为进一步研究恢复基因的作用机理奠定了基础。