1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1、课题的意义
棉花属于锦葵科(malvaceae)、棉属(gossypium),是世界上最大的纤维作物,在经济发展中具有重要的地位。我国是世界最大的棉花生产国,同时又是最大的消费国,总产和单产均居世界首位。为了满足不断增长的生活水平需要,人类需要质量好、强度高、纯天然的纺织材料,同时,在注重纤维品质和产量的同时,要求抗黄萎病、抗枯萎病和抗虫害。为了达到这些育种目标,仅仅靠品种间进行筛选远远不够,利用野生棉的优异棉花种质资源,将其优良性状转移到栽培种中,是一种改良栽培棉种质的高效策略。目前育种研究上主要依靠四倍体种内和种间杂交来改善陆地棉栽培种,但由于人们对产量品质性状过度开发,加上四倍体棉种质资源基因库有限,导致了陆地棉遗传基础的狭窄,对于棉花种质资源的进一步研究,尤其是把二倍体棉的优良性状转移到栽培种中,则是一种改良四倍体栽培棉种的高效策略。
亚洲棉又称中棉,是人类栽培传播最早的品种,被认为是陆地棉a亚基因组的供体种。其纤维粗短不适机纺,但是其具有早熟、抗逆、抗枯萎、抗虫等优良性状具有很高的研究和利用价值。其一直是棉花育种研究者们青睐的研究材料。陆地棉作为全世界种植面积最大的栽培棉,纤维品质较好,产量高但是抗病虫较弱,若能将二者的优良性状整合到一起,具有突破性的重大意义。将亚洲棉的优良基因渐渗到陆地棉栽培棉中,可以改良陆地棉,并拓宽其遗传基础。亚洲棉在生产上虽然种植面积已经不在广泛,但是其具有的优良性状有非常高的研究利用价值。但是陆地棉和亚洲棉具有远缘杂交不亲和性,借助传统杂交很难得到杂种后代。
2. 研究的基本内容和问题
研究的目标:陆地棉是世界范围内的主要栽培品种,具有高产量的特性。亚洲棉,具有许多栽培棉花品种缺乏的特性,如早熟、抗病虫害、抗胁迫。因此我们可以将亚洲棉的优良特性转移到陆地棉栽培种中。本实验室培育了世界上了第一套陆地棉为背景的亚洲棉染色体片段渐渗系。其研究目标是借助于两个棉种的基因组信息开发的标记对渐渗系进行分子鉴定,明确其渐渗片段。
3. 研究的方法与方案
对BC4F2代材料取样,目的DNA取得后进行特异性引物的设计、PCR扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳,对结果鉴定进行分析,并将其渐渗片段回贴到供体种的基因组上,明确其供体染色体来源。
4. 研究创新点
本实验室培育了世界上了第一套陆地棉为背景的亚洲棉染色体片段渐渗系。染色体片段渐渗系的构建将为更深入的研究提供了良好的条件,特别是染色体单片段渐渗系,将为我们在QTL的鉴定和QTL精细定位、遗传效应分析以及应用于品种改良和杂种优势利用中带来极大的方便。我们利用401对具有亲本特异性的Indel和SSR引物,我们能准确的鉴定出渐渗系的渐渗片段情况,为进一步纯化渐渗片段形成一整套完整的陆地棉-亚洲棉渐渗系种质资源奠定了基础,同时也能为今后的渐渗系培育提供理论指导。
5. 研究计划与进展
通过人工合成的陆地棉-亚洲棉六倍体(aadda2a2)与陆地棉tm-1(aadd)回交4代,再自交4代,形成一套纯合的陆地棉背景下的亚洲棉渐渗系,将在bc4f2-4世代进行分子鉴定。
将每个渐渗系材料的渐渗片段位置、数目及分布情况鉴定出来。
最终培育得到亚洲棉基因组均匀渐渗到陆地棉at基因组上的渐渗系
