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优质半鸡脚叶棉花种质—ZKY-1的遗传特性及其应用研究

优质半鸡脚叶棉花种质—ZKY-1的遗传特性及其应用研究

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作者：郭伊浙江大学

学位级别：硕士

棉花(Gossypium spp.)是重要的油料作物,也是世界第一大纤维作物,棉纤维是纺织工业中最重要的天然和可再生资源。本实验室前期工作以天然陆海种间杂交株为材料,采用株行杂交和回交的方法打破不良连锁,选育出优质半鸡脚叶陆地棉种质系—Z... 详细信息

棉花(Gossypium spp.)是重要的油料作物,也是世界第一大纤维作物,棉纤维是纺织工业中最重要的天然和可再生资源。本实验室前期工作以天然陆海种间杂交株为材料,采用株行杂交和回交的方法打破不良连锁,选育出优质半鸡脚叶陆地棉种质系—ZKY-1。本研究探究其农艺性状、纤维品质、生理生化特性和遗传表现,同时,对ZKY-1进行重测序,探究其优质半鸡脚叶性状分子遗传机理,并研究其在棉花遗传改良和杂种优势利用中的利用价值,为该种质的育种利用提供理论依据。主要结果如下:(1)ZKY-1特征与特性表现。与中棉所49相比,ZKY-1的产量及产量性状无显著差异,纤维品质优异,纤维长度为34.5mm,断裂比强度为38.4cN·tex-1,马克隆值4.6。ZKY-1的发芽率、发芽势、株高、果枝始节位、果枝数和铃重等显著高于对照。净光合速率在蕾期和铃期与对照无明显差异,在花期显著低于对照。叶绿素总量在蕾期和花期与对照无显著差异,铃期显著高于对照。在蕾期和花期,ZKY-1的SOD和POD的活性都显著高于对照,MDA含量无显著差异;在铃期,POD的活性显著低于对照,MDA含量显著高于对照,SOD的活性无显著差异。(2)ZKY-1半鸡脚叶特性的遗传稳定。ZKY-1叶片的裂口指数为0.75±0.01,为半鸡脚叶叶型,群体中各植株表现一致,遗传稳定。与正常叶型的陆地棉杂交得到的杂种F1叶型为中间类型,F2出现分离,卡方检测结果表明,半鸡脚叶性状符合一对显性基因控制的分离比。(3)ZKY-1优异纤维品质性状的遗传力强。ZKY-1与不同类型材料进行杂交,获得的杂种F1的纤维品质性状如纤维比强度和纤维长度均表现出较大的中亲优势,个别组合甚至具有较大的超亲优势,在棉花杂种优势利用中具有重要的利用价值。(4)将ZKY-1分别与陆地棉TM-1和海岛棉3-79参考基因组进行比对,ZKY-1与陆地棉的差异SNP有1650006个,产生的非同义突变基因有12898个,SmallInDel数量有290072个,产生的差异基因有1452个。与海岛棉的差异SNP有9782027个,产生的非同义突变基因有9180个,Small InDel数量有1918795个,产生的差异基因有3111个。(5)ZKY-1与参考基因组之间在脂肪酸代谢、甘油脂质代谢、苯丙氨酸代谢、氧化磷酸化、植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢,以及核糖体途径等通路相关基因均存在显著的差异,其中可能包含控制棉花纤维品质性状和叶片形状的功能基因。总之,ZKY-1是具有稳定的半鸡脚叶和优异纤维品质特性的种质资源,是棉花纤维品质改良和株型叶型育种的重要种质资源,具有重要的利用价值。

关键词：棉花半鸡脚叶重测序选育优异种

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