中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (9): 1684-1701.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.09.002
吕涛1(), 孙国清2, 郭栋材1, 陈全家1, 蔡永生1, 樊标星1, 曲延英1(
), 郑凯1(
)
收稿日期:
2024-09-01
接受日期:
2024-10-28
出版日期:
2025-05-08
发布日期:
2025-05-08
通信作者:
联系方式:
吕涛,E-mail:943308727@qq.com。
基金资助:
LÜ Tao1(), SUN GuoQing2, GUO DongCai1, CHEN QuanJia1, CAI YongSheng1, FAN BiaoXing1, QU YanYing1(
), ZHENG Kai1(
)
Received:
2024-09-01
Accepted:
2024-10-28
Published:
2025-05-08
Online:
2025-05-08
摘要:
【目的】 海岛棉具有优异的纤维品质,纤维断裂比强度是棉花纤维品质的一个重要指标。开发InDel分子标记,通过RIL群体和资源材料进行验证,并分析其有效性,为选育优异纤维品质海岛棉新品种提供一定的理论依据。【方法】 以前期构建的213份Pima S-7和5917 F5:6重组自交系(RIL)群体为材料,进行QTL定位,获得调控海岛棉纤维强度数量性状基因座位点qFS-chr17-1,根据亲本全基因组测序(WGS)数据开发设计InDel标记,并在亲本间筛选多态性标记。根据表型数据选取40份极端家系材料初步验证所开发的多态性标记。在213份RIL群体和213份海岛棉资源材料中进行基因分型,并结合多年纤维品质数据验证标记的有效性。【结果】 利用开发的2个InDel标记在RIL群体与海岛棉资源材料进行基因分型检测,结果表明,2个标记能够与纤维强度表型数据紧密连锁,所区分材料间纤维强度性状具有显著差异。通过组合2个标记基因型检测结果,发现4种组合类型的纤维强度呈现上升趋势,且携带Hap3(B/A)与Hap4(B/B)基因型的材料纤维强度显著强于Hap1(A/A)与Hap2(A/B)。InDel-3L2标记与纤维长度、纤维整齐度和纺纱一致性指数等纤维品质性状显著相关,所区分材料表型趋势与相关性分析结果一致。根据多年环境下两试验点的纤维品质数据分析,发现不同环境间的纤维品质有差异,结合气温数据,发现所开发的分子标记受环境影响小。通过对213份海岛棉资源材料纤维品质数据进行聚类分析,并结合分子标记分型结果,共筛选出8份优异纤维品质材料。【结论】 针对海岛棉纤维强度QTL位点(qFS-chr17-1)开发出2个与纤维强度紧密连锁的InDel分子标记,将两标记分型结果组合后仍具有有效性。InDel-3L2可以与纤维长度、纤维整齐度和纺纱一致性指数连锁。开发的InDel标记可以高效准确地检测海岛棉纤维高强度资源材料,可以用于海岛棉纤维品质改良育种。还筛选出8份优异纤维品质材料。
吕涛, 孙国清, 郭栋材, 陈全家, 蔡永生, 樊标星, 曲延英, 郑凯. 海岛棉纤维强度QTL紧密连锁InDel分子标记开发及效应评价[J]. 中国农业科学, 2025, 58(9): 1684-1701.
LÜ Tao, SUN GuoQing, GUO DongCai, CHEN QuanJia, CAI YongSheng, FAN BiaoXing, QU YanYing, ZHENG Kai. Development and Effectiveness Evaluation of InDel Molecular Markers Closely Linked to Fiber Strength QTL in Gossypium barbadense[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(9): 1684-1701.
表4
海岛棉优异纤维品质材料表型"
类型 Type | 材料 Material | 纤维长度 FL (mm) | 纤维强度 FS (cN·tex-1) | 马克隆值 MIC | 纤维伸长率 FE (%) | 纤维整齐度 FU (%) | 纺纱一致性指数 SCI | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Hap4 (B/B) | GB2 | 33.94 | 41.49 | 4.34 | 5.30 | 86.58 | 199.05 | ||||
GB7 | 31.82 | 42.55 | 4.18 | 5.75 | 87.14 | 213.79 | |||||
GB8 | 32.93 | 43.88 | 4.08 | 6.08 | 87.55 | 204.30 | |||||
GB21 | 34.45 | 45.82 | 4.07 | 6.10 | 89.73 | 224.61 | |||||
GB26 | 32.51 | 45.79 | 4.31 | 4.99 | 88.13 | 215.15 | |||||
GB33 | 35.56 | 42.77 | 4.29 | 6.47 | 88.58 | 201.13 | |||||
GB37 | 33.87 | 46.32 | 4.10 | 6.40 | 87.59 | 210.13 | |||||
GB85 | 34.30 | 42.58 | 4.04 | 5.34 | 86.15 | 216.90 | |||||
Hap3 (B/A) | GB3 | 32.77 | 43.94 | 4.14 | 5.60 | 87.54 | 204.97 | ||||
GB5 | 34.74 | 42.57 | 4.24 | 6.41 | 88.20 | 202.22 | |||||
GB6 | 33.73 | 42.70 | 4.08 | 5.65 | 88.23 | 217.74 | |||||
GB15 | 34.67 | 43.84 | 4.27 | 5.34 | 87.94 | 208.15 | |||||
GB16 | 34.61 | 43.16 | 4.29 | 5.87 | 88.17 | 206.27 | |||||
GB18 | 33.99 | 41.99 | 4.18 | 5.81 | 87.73 | 204.03 | |||||
GB20 | 34.83 | 44.36 | 4.15 | 5.76 | 88.45 | 211.63 | |||||
GB23 | 32.45 | 42.89 | 4.23 | 5.98 | 88.49 | 210.73 | |||||
GB35 | 33.51 | 42.18 | 4.55 | 5.54 | 87.06 | 195.89 | |||||
GB38 | 32.66 | 44.28 | 4.43 | 6.01 | 87.78 | 201.15 | |||||
GB58 | 32.92 | 43.33 | 4.52 | 5.47 | 87.96 | 218.97 |
[1] |
贾晓昀, 王士杰, 朱继杰, 赵红霞, 李妙, 王国印. 陆地棉高密度遗传图谱的构建及产量相关性状的QTL定位. 中国农业科学, 2023, 56(4): 587-598. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.04.001.
|
|
|
[2] |
|
[3] |
范李萍, 吴鹏昊, 王莉萍, 陈全家, 曲延英. 基于遗传和表型特征的海岛棉遗传多样性分析. 植物遗传资源学报, 2016, 17(2): 197-208.
doi: 10.13430/j.cnki.jpgr.2016.02.002 |
doi: 10.13430/j.cnki.jpgr.2016.02.002 |
|
[4] |
李江博, 叶盛, 常国斌, 高曼, 王霞, 帕丽旦·艾海提, 曲延英, 郑凯, 陈全家. 213份海岛棉种质资源的遗传多样性分析. 植物遗传资源学报, 2024, 25(11): 1857-1874.
|
|
|
[5] |
|
[6] |
|
[7] |
仪泽会, 卢有飞, 郭晓芹, 惠麦侠, 张鲁刚, 张明科. 大白菜简单序列重复(SSR)和插入/缺失(InDel)标记的开发及通用性分析. 农业生物技术学报, 2012, 20(12): 1398-1406.
|
|
|
[8] |
陶顺玉, 吴贝, 刘念, 罗怀勇, 黄莉, 周小静, 陈伟刚, 郭建斌, 喻博伦, 雷永, 廖伯寿, 姜慧芳. 花生InDel标记开发及其在含油量QTL定位中的应用. 作物学报, 2023, 49(5): 1222-1230.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2023.24140 |
|
|
[9] |
|
[10] |
王莉萍, 孙国清, 梁亚军, 陈全家. 棉花纤维品质性状与SSR标记的关联分析. 中国农业科技导报, 2013, 15(4): 110-120.
|
doi: 10.3969/j.issn.10080864.2013.04.18 |
|
[11] |
|
[12] |
|
[13] |
|
[14] |
张宝秋. 棉纤维品质相关基因SuSA1和ADF1功能标记的开发[D]. 保定: 河北农业大学, 2015.
|
|
|
[15] |
|
[16] |
|
[17] |
|
[18] |
郭江涛, 吕远大, 赵姝楠, 周淼平, 姚金保, 杨学明. InDel分子标记WC656的开发及其在鉴别小麦-簇毛麦5VS纯合易位中的应用. 麦类作物学报, 2023, 43(9): 1115-1124.
|
|
|
[19] |
|
[20] |
潘伟芹, 马卉, 许学, 鲍翔宇, 麦霄黎, 林玲, 吴爽, 汪秀峰. 利用InDel分子标记鉴定杂交籼稻中籼粳交杂株. 中国农学通报, 2023, 39(33): 107-113.
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0871 |
|
|
[21] |
doi: 10.1007/s12298-020-00816-z pmid: 32549686 |
[22] |
田红丽, 晏朋涛, 王蕊, 杨扬, 许理文, 易红梅, 王元东, 宋伟, 席章营, 赵久然, 王凤格. 基于叶绿体InDel标记对玉米S型胞质不育制种鉴定的研究. 玉米科学, 2019, 27(2): 53-60, 68.
|
|
|
[23] |
doi: 10.1186/s13007-020-00644-y pmid: 32742299 |
[24] |
doi: 10.1186/s12864-018-4890-8 pmid: 29940861 |
[25] |
|
[26] |
李文奇, 许扬, 王芳权, 朱建平, 陶亚军, 李霞, 范方军, 杨杰. 广谱抗稻瘟病基因PigmR的KASP标记开发及应用. 中国水稻科学, 2024: 1-13.
|
|
|
[27] |
陆海燕, 陈璐, 王显生, 赵涵, 沈奇. 基于高通量测序的棉花InDel标记开发及其应用. 棉花学报, 2019, 31(4): 297-306.
doi: 10.11963/1002-7807.lhysq.20190605 |
|
|
[28] |
|
[29] |
|
[30] |
|
[31] |
景海春, 田志喜, 种康, 李家洋. 分子设计育种的科技问题及其展望概论. 中国科学: 生命科学, 2021, 51(10): 1356-1365, 1355.
|
|
|
[32] |
|
[33] |
唐淑荣, 魏守军, 郭瑞林, 韦京艳, 孟俊婷, 杨长琴. 不同熟性棉花品种纤维品质特征分析与评价. 中国生态农业学报, 2019, 27(10): 1564-1577.
|
|
|
[34] |
|
[35] |
|
[36] |
李丽花, 孙正文, 柯会锋, 谷淇深, 吴立强, 张艳, 张桂寅, 王省芬. 陆地棉纤维强度KASP-SNP标记的开发及效应评价. 中国农业科技导报, 2024, 26(2): 46-55.
|
|
|
[37] |
|
[38] |
马晓昕, 李成林, 张超, 李慧霞, 周克海, 周晓箭, 杨代刚, 高俊山. 高温胁迫影响棉花生长及产量品质的生理与分子机理. 中国棉花, 2021, 48(12): 1-6, 12.
doi: 10.11963/cc20210105 |
|
|
[39] |
|
[40] |
doi: 10.1071/FP14361 pmid: 32480733 |
[1] | 陈永先, 陈瑞江, 都艺芝, 术钧捷, 陈晚霞, 赵梓含, 王季春, 杜康, 张凯. 耐旱甘薯种质资源的筛选与鉴定[J]. 中国农业科学, 2025, 58(2): 214-237. |
[2] | 赵海娟, 张玉萍, 张玉君, 刘宁, 徐铭, 刘家成, 王碧君, 刘威生, 刘硕. 基于电子鼻评价中国李种质资源果实气味[J]. 中国农业科学, 2024, 57(21): 4328-4341. |
[3] | 张茗起, 王蕊, 张春宵, 孙擘, 任洁, 李淑芳, 王璐, 朱少喜, 张江斌, 施昕晨, 王海杰, 张云龙, 田红丽, 赵怡锟, 匡猛, 王元东, 易红梅, 李晓辉, 王凤格. 吉林省玉米种质资源SSR和SNP分子身份证的构建及应用[J]. 中国农业科学, 2024, 57(2): 236-249. |
[4] | 李玉姗, 肖菁, 马越, 田超, 赵连佳, 王帆, 宋羽, 蒋程瑶. 169份番茄种质资源表型性状遗传多样性分析及综合评价[J]. 中国农业科学, 2024, 57(18): 3671-3683. |
[5] | 朱春桃, 任丹丹, 柳政岑, 刘长闯, 刘瑞琪, 郑洪建, 胡尔良, 林海建, 李静威, 卢艳丽, 汪青军. 23份老挝糯玉米早代系品质性状配合力分析及育种潜力评估[J]. 中国农业科学, 2024, 57(15): 2931-2945. |
[6] | 王帅, 张如养, 王荣焕, 宋伟, 赵久然. 玉米南方锈病抗病育种研究进展[J]. 中国农业科学, 2024, 57(14): 2732-2743. |
[7] | 李盛有, 王昌陵, 闫春娟, 张立军, 孙旭刚, 曹永强, 王文斌, 宋书宏. 大豆种质抗旱性评价及抗旱候选基因的挖掘[J]. 中国农业科学, 2024, 57(10): 1857-1869. |
[8] | 董琰钰, 徐碧玉, 董泽宇, 汪露瑶, 陈锦文, 方磊. 棉花EXO70基因家族全基因组的鉴定及种间比较[J]. 中国农业科学, 2023, 56(23): 4621-4634. |
[9] | 张钰佳, 崔凯文, 段力升, 曹爱萍, 谢全亮, 沈海涛, 王斐, 李鸿彬. 海岛棉CAD和CAD-Like基因家族的鉴定、表达及其对大丽轮枝菌的响应[J]. 中国农业科学, 2023, 56(19): 3759-3771. |
[10] | 宋松泉,刘军,唐翠芳,程红焱,王伟青,张琪,张文虎,高家东. 种子耐脱水性的生理及分子机制研究进展[J]. 中国农业科学, 2022, 55(6): 1047-1063. |
[11] | 王秀秀,邢爱双,杨茹,何守朴,贾银华,潘兆娥,王立如,杜雄明,宋宪亮. 陆地棉种质资源表型性状综合评价[J]. 中国农业科学, 2022, 55(6): 1082-1094. |
[12] | 万映伶,朱梦婷,刘爱青,金亦佳,刘燕. 中国观赏芍药表型多样性解析与资源评价[J]. 中国农业科学, 2022, 55(18): 3629-3639. |
[13] | 陈学森,王楠,张宗营,毛志泉,尹成苗. 关于果树种质资源与遗传育种若干问题的理解与思考[J]. 中国农业科学, 2022, 55(17): 3395-3410. |
[14] | 杨程,龚桂芝,彭祝春,常珍珍,易璇,洪棋斌. 基于cpInDel标记和cpSSR标记的柑橘属及近缘属植物亲缘关系[J]. 中国农业科学, 2022, 55(16): 3210-3223. |
[15] | 沈志军, 田雨, 蔡志翔, 徐子媛, 严娟, 孙朦, 马瑞娟, 俞明亮. 基于国家果树种质南京桃资源圃的桃褐腐病抗性评价[J]. 中国农业科学, 2022, 55(15): 3018-3028. |
|