全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(12): 2159−2166 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家高技术研究发展计划(863计划)(2006AA100105), 河北省自然科学基金基地重点项目(C2006001034), 河北省自然科学基金
(C2005000231)和教育部科学技术研究重点项目(205018)资助。
*通讯作者(Corresponding authors): 马峙英, E-mail: mzhy@hebau.edu.cn, Tel: 0312-7528401; 王省芬, E-mail: cotton@hebau.edu.cn, Tel: 0312-7528401
第一作者联系方式: E-mail: yangxinlei2500@163.com
Received(收稿日期): 2009-04-10; Accepted(接受日期): 2009-07-24.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.02159
棉花分子遗传图谱构建和纤维品质性状 QTL分析
杨鑫雷 王志伟 张桂寅 潘玉欣 吴立强 李志坤 王省芬* 马峙英*
河北农业大学 / 河北省作物种质资源重点实验室, 河北保定 071001
摘 要: 以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)中棉所 8号和海岛棉(Gossypium barbadense L.) Pima 90-53组配衍生的 214
个单株的 F2群体为材料, 构建了包含 110个 SSR标记和 65个 AFLP标记的遗传连锁图谱。该图谱共包括 42个连锁
群, 连锁群长度为 4.5~147.3 cM, 包括 2~22个分子标记, 标记间平均距离为 11.6 cM, 总长为 2 030 cM, 约占棉花全
基因组的 40.6%。应用复合区间作图法分析该组合的 F2单株和 F2:3家系纤维品质性状, 共得到 25个纤维品质数量性
状基因座(QTL), 其中 5个与纤维长度相关, 分布在 Chr.21、Chr.15、LG2和 LG12上, 可解释表型变异的 10.2%~35.8%;
4个与整齐度相关, 分布在 Chr.21、LG9、LG18和 LG12上, 可解释表型变异的 12.6%~36.6%; 7个与马克隆值相关, 分
布在 Chr.9、LG1、LG9、LG20和 LG12上, 可解释表型变异的 11.5%~26.1%; 7个与断裂比强度相关, 分布在 Chr.21、
Chr12、Chr.8、LG1、LG4和 LG10上, 可解释表型变异的 16.5%~52.8%; 2个与伸长率相关, 分布在 Chr.9和 Chr.21
上, 可解释表型变异的 18.1%和 27.1%。LG9、LG12和 Chr.21上存在 QTL聚集区。
关键词: 棉花; 遗传图谱; SSR; AFLP; 纤维品质; QTL
Construction of Molecular Genetic Map and QTL Analysis of Fiber
Quality in Cotton
YANG Xin-Lei, WANG Zhi-Wei, ZHANG Gui-Yin, PAN Yu-Xin, WU Li-Qiang, LI Zhi-Kun, WANG
Xing-Fen*, and MA Zhi-Ying*
Key Laboratory of Crop Germplasm Resources of Hebei / Agricultural University of Hebei, Baoding 071001, China
Abstract: Cotton is a leading textile fiber crop in the world and a source of secondary products such as oil, live- stock feed (cot-
ton seed cake) and cellulose. The improvement of cotton fiber quality is becoming extremely important with the innovation of
spinning technology. A genetic map is necessary not only for the reliable detection, mapping and estimation of gene effects of
important agronomic traits, but also for further research on the structure, organization, evolution and function of cotton genome.
In the present study, simple sequence repeats (SSRs) and amplified fragment length polymorphism (AFLP) were used to assay an
F2 population from a cross between CRI8 (Gossypium hirsutum L.) and Pima 90-53 (Gossypium barbadense L.). Two hundred and
fourteen F2 plants were used for map construction using 110 SSRs and 65 AFLPs. This map included 175 markers distributing on
42 linkage groups, covering 2 030 cM, accounting for 40.6% of the cotton genome, and with an average distance of 11.6 cM be-
tween two markers. The length of linkage groups ranged from 4.5 to 147.3 cM and the markers on the groups ranged from 2 to 22.
The linkage map was located on 10 chromosomes, which were Chr.4, Chr.8, Chr.9, Chr.10, Chr.12, Chr.14, Chr.15, Chr.18, Chr.21,
and Chr.25. Based on composite interval mapping, five QTLs were identified for fiber length, distributing on Chr.21, Chr.15, LG2,
and LG12, explaining 10.2–35.8% of the fiber length variance. Four QTLs were identified for length uniformity, distributing on
Chr.21, LG9, LG18, and LG12, explaining 12.6–36.6% of the fiber length uniformity variance. Seven QTLs were identified for
micronaire, distributing on Chr.9, LG1, LG9, LG20, and LG12, explaining 11.5–26.1% of the fiber micronaire variance. Seven
QTLs were identified for strength, distributing on Chr.21, Chr.12, Chr.8, LG1, LG4, and LG10, explaining 16.5–52.8% of the
fiber strength variance. Two QTLs were identified for fiber elongation, distributing on Chr.9 and Chr.21, explaining 18.1% and
27.1% of the fiber elongation variance. Assembled section of QTLs existed in LG9, LG12, and Chr.21. The present map and QTL
analysis may provide a useful tool for breeders to transfer desirable traits from G. barbadense to the mainly cultivated species, G.
hirsutum.
Keywords: Cotton; Genetic map; SSR; AFLP; Fiber quality; QTL
2160 作 物 学 报 第 35卷

棉花纤维品质性状大多是数量性状, 受多基因
控制, 利用常规育种方法很难从基因水平上对目标
性状进行改良。构建分子遗传连锁图谱, 寻找与数
量性状基因座(QTL)紧密连锁的分子标记 , 是进行
目标数量性状改良的基础。1994 年 Reinisch 等[1]首
次报道了总长为 4 675 cM 的四倍体栽培棉种的
RFLP图谱, 705个标记分布在 41个连锁群上。随后
国内外一些研究者利用 RFLP、RAPD、AFLP、STS、
SSR、SRAP、TRAP和 EST-SSR等不同的分子标记
构建了多张棉花遗传连锁图谱[2-10]。目前构建的饱和
度较高的海岛棉与陆地棉种间图谱有 Rong 等[6]的
RFLP图谱、Nguyen等[7]的 RFLP-SSR-AFLP图谱、
Guo 等[8-9]的 SSR 图谱和 Yu 等[10]的 SSR-TRAP-
SRAP-AFLP图谱。近年来, 关于棉花纤维品质性状
QTL定位亦有一些报道[11-16], 其中定位 QTL较多的
有 He 等[11]和 Lacape 等[12], 效应较大的为 Zhang 等
[16]的纤维比强度主效 QTL。随着作图群体类别、作
图群体规模、分子标记种类和多态性标记数量的增
加, 采用新的研究材料和稳定的分子标记技术, 进
一步发掘新的标记, 定位纤维品质性状 QTL, 对于
棉花纤维品质基因克隆和分子育种具有重要意义。本
研究以高产量的陆地棉和纤维品质性状优良的海岛
棉为材料, 创建 F2 作图和定位群体, 利用 SSR 和
AFLP 标记技术构建棉花遗传连锁图谱, 在此基础
上对棉花纤维品质性状 QTL进行分析。
1 材料与方法
1.1 试验材料
以中棉所 8号和海岛棉 Pima90-53为亲本, 2004
年在河北农业大学育种中心配制杂交组合, 在海南
岛自交加代产生包含 214 个单株的 F2分离群体, 用
于构建分子连锁图谱。2005—2006年, 在河北保定、
辛集两地分别种植由 F2群体自交形成的 F2:3家系。
由农业部棉花品质监督检验测试中心测定各材料的
纤维长度、整齐度、马克隆值、比强度和伸长率。
1.2 棉花基因组 DNA提取与引物筛选
棉花叶片总 DNA 的提取以 Paterson 等[17]的方
法为基础, 略作改进, 即笔者在提取液中增加维生
素 C, 有效防止样品褐化, 并根据叶片的不同情况
调整 PVP40及β-巯基乙醇的用量。
利用两亲本对 SSR 和 AFLP 引物进行筛选, 将
多态性引物用于 F2群体检测。从 Cotton Microsatellite
Database (http://www.cottonmarker.org/)公布的 SSR引
物中选取 37 对 BNL 引物、96 对 TMB 引物、392
对 CIR 引物和 150 对 NAU 引物。参考张军[18] 的
PCR体系和程序。
采用Mse I和EcoR I酶切组合进行AFLP分析 ,
Mse I+3和EcoR I+3引物各选10个, 随机组配成100
对AFLP引物(表1), 参考Marnik等[19]的AFLP反应体
系和程序。
由上海生工生物工程有限公司合成所有引物。
用 6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和银染法检测 SSR
和 AFLP扩增产物。

表 1 引物、接头的代号及序列
Table 1 Codes and sequences of primers and adaptors
代号
Code
EcoR I引物与接头序列
Primers and adaptors’ sequence of EcoR I
代号
Code
Mse I引物与接头序列
Primers and adaptors’ sequence of Mse I
Adaptor 5′-CTCGTAGACTGCGTACC-3′ 3′-CTGACGCATGGTTAA-5′ Adaptor
5′-GACGATGAGTCCTGAG-3′
3′-TACTCAGGACTCAT-5′
E00 5′-GACTGCGTACCAATTC-3′ M00 5′-GATGAGTCCTGAGTAA-3′
E32 5′-GACTGCGTACCAATTCAAC-3′ M47 5′-GATGAGTCCTGAGTAACAA-3′
E33 5′-GACTGCGTACCAATTCAAG-3′ M48 5′-GATGAGTCCTGAGTAACAC-3′
E35 5′-GACTGCGTACCAATTCACA-3′ M49 5′-GATGAGTCCTGAGTAACAG-3′
E36 5′-GACTGCGTACCAATTCACC-3′ M50 5′-GATGAGTCCTGAGTAACAT-3′
E37 5′-GACTGCGTACCAATTCACG-3′ M59 5′-GATGAGTCCTGAGTAACTA-3′
E38 5′-GACTGCGTACCAATTCACT-3′ M60 5′-GATGAGTCCTGAGTAACTC-3′
E40 5′-GACTGCGTACCAATTCAGC-3′ M61 5′-GATGAGTCCTGAGTAACTG-3′
E41 5′-GACTGCGTACCAATTCAGG-3′ M62 5′-GATGAGTCCTGAGTAACTT-3′
E57 5′-GACTGCGTACCAATTCCGG-3′ M71 5′-GATGAGTCCTGAGTAAGGA-3′
E71 5′-GACTGCGTACCAATTCGGA-3′ M82 5′-GATGAGTCCTGAGTAATAT-3′
第 12期 杨鑫雷等: 棉花分子遗传图谱构建和纤维品质性状 QTL分析 2161


1.3 数据统计与分析
对 SSR 和 AFLP 多态性标记进行统计, 共显性
标记中棉所 8 号记为 A, Pima90-53 记为 B, 杂合型
(F1)记为 H; 显性标记在 Pima90-53 中出现记为 C,
中棉所 8 号中不出现记为 A, 中棉所 8 号出现记为
D, Pima90-53 不出现记为 B。在检测过程中, 有的
SSR 引物会出现多条差异带, 如果多条带在 F2群体
中表现一致, 则记为一个位点; 如果在 F2 群体中表
现分离, 则记为不同位点。
利用 Mapmarker/Exp(Ver 3.0)[20]构建遗传连锁
图谱, 设置 LOD≥3.0, 最大遗传距离为 50 cM, 采
用Kosambi函数, 利用制图软件MapChart2.1[21]绘制
连锁图谱。运用 Windows QTL Cartographer 2.5的复
合区间作图法 [22], 参数 Permutation times 设置为
1 000次, P<0.01, 计算得到 LOD阈值为 2.46, 进行
纤维长度、整齐度、马克隆值、比强度和伸长率的
QTL分析。
2 结果与分析
2.1 SSR、AFLP 多态性引物筛选和标记多态性
分析
用 675对 SSR引物和 100对 AFLP引物对双亲
进行多态性筛选, 共获得在双亲间存在明显多态性
的 SSR引物 96对, AFLP引物 20对。用这些多态性
引物对 F2群体进行检测, 共得到 251个多态性标记,
其中 126个为 SSR标记, 125个为 AFLP标记。在获
得的 251个多态性位点中, 通过 SPSS13.0统计软件
对多态性位点进行卡方测验, 结果有 55个偏离 3∶1
显性或 1∶2∶1 共显性的孟德尔分离比例(P<0.05),
占总标记数的 20.72%。其中, AFLP 标记 32 个, 占
AFLP 总标记的 25.40%, 定位到遗传连锁图上 13个;
SSR 标记 23 个, 占 SSR 总标记的 18.40%, 定位到遗
传连锁图上 21个。
2.2 分子遗传图谱的构建
对 251 个多态性标记进行分析并作图, 得到一
张包含 110个 SSR标记和 65个 AFLP标记的遗传连
锁图谱, 标记间平均距离为 11.6 cM, 连锁图覆盖
2 030 cM, 约占棉花基因组的 40.6%。连锁图谱包括
42 个连锁群, 最长的为 147.3 cM, 包含 22 个标记,
最短的为 4.5 cM, 只包含 2 个标记。根据已定位在
染色体上的 SSR标记[2,4-16,23](图 1), 15个连锁群可以
定位到 10条染色体上, 分别为 Chr.4、Chr.8、Chr.9、
Chr.10、Chr.12、Chr.14、Chr.15、Chr.18、Chr.21和
Chr.25。
2.3 亲本及 F2:3家系纤维品质性状分析
对亲本和 F2:3 家系纤维品质数据进行统计分析
(表 2), 双亲的纤维品质各项指标具有较大差异, 适
于遗传作图和 QTL 定位。5 项纤维品质指标在 F2:3
群体中均呈连续分布, 表明这些性状是受多基因控
制的数量性状。其中, F2:3群体的各个性状偏度和峰
度均小于 1, 符合正态分布。5个纤维品质指标中整
齐度变异系数较小, 其他几个性状的变异系数都在
10%左右, 表明这几个性状在 F2:3群体中存在比较广
泛的遗传变异。
2.4 纤维品质性状的 QTL定位
利用获得的遗传连锁图谱对纤维品质性状进行
QTL定位, 共得到 25个 QTL (表 3和图 1), 分布在
Chr.8、Chr.9、Chr.12、Chr.15、Chr.21、LG1、LG2、
LG4、LG9、LG10、LG12、LG18和 LG20上, 其他
连锁群上没有检测到纤维长度、整齐度、马克隆值、
比强度和伸长率的 QTL。其中在 LG9上存在纤维整
齐度和马克隆值的QTL聚集区, LG12上存在纤维长
度、整齐度和马克隆值的 QTL 聚集区, Chr.21 上存
在纤维长度、整齐度、比强度和伸长率的 QTL聚集
区。
表 2 亲本及 F2:3家系纤维品质性状的分析
Table 2 Analysis of fiber quality in parents and F2:3
亲本 Parent F2:3家系 F2:3 families
性状
Trait 中棉所 8号
CRI 8
Pima
90-53
平均值
Mean
最大值
Max.
最小值
Min.
标准差
SD
变异系数
CV (%)
偏斜度
Skewness
峰度
Kurtosis
纤维长度 Fiber length (mm) 28.8 30.7 30.94 35.2 23.3 2.30 7.45 −0.70 0.92
整齐度 Uniformity (%) 85.2 84.4 84.71 88.0 77.7 1.83 2.17 −0.55 −0.35
马克隆值 Micronaire 4.7 4.0 3.76 4.9 2.0 0.68 17.90 −0.31 −0.38
比强度 Strength (cN tex−1) 28.9 37.2 32.20 39.4 25.6 2.94 9.13 −0.17 −0.41
伸长率 Elongation (%) 5.8 5.3 5.80 7.4 4.6 0.51 8.73 0.46 0.37
2162 作 物 学 报 第 35卷

在 25个纤维品质QTL中, 包括 5个控制纤维长度
的 QTL, 分布在 Chr.21、Chr.15、Chr.15、LG2和 LG12
上, 可解释表型变异的 10.2%~35.8%。从|D|/|A|比值可
知, 纤维长度的 QTL中, FL1、FL4和 FL5表现超显性
效应, FL2和 FL3表现部分显性效应。
检测到 4个控制整齐度的 QTL, 分布于 Chr.21、
LG9、 LG18 和 LG12 上 , 可解释表型变异的
12.6%~36.6%, 其中 QTLFU1的 LOD值为 5.20。 4
个整齐度的 QTL 中, 有 2 个(FU1 和 FU3)表现超显
性效应, 另 2个(FU2和 FU4)表现显性效应。


第 12期 杨鑫雷等: 棉花分子遗传图谱构建和纤维品质性状 QTL分析 2163




Fiber length (FL ) Fiber uniformity (FU) Fiber micronaire (FM) Fiber strength (FS) Fiber elongation (FE)



图1 遗传图谱与纤维品质性状QTL的分布
Fig. 1 Linkage map and QTLs location of fiber quality in cotton
有下画线的标记表示定位染色体所用的标记，QTL标注在染色体右侧。
The markers located on chromosome were underlined. Identified QTLs were marked on the right of chromosome.

2164 作 物 学 报 第 35卷

表3 检测到的纤维品质性状QTL
Table 3 Detection of QTLs for fiber quality
性状
Trait
QTL 染色体或连锁群
Chr./LG
标记区间
Marker interval
位置
Position
(cM)
LOD
加性
效应
(A)
显性
效应
(D)
|D|/|A| 贡献率
R2(%)
FL1 Chr.21 BNL2448_130–TMH19_201 72.7 3.91 −0.20 1.58 5.45 12.9
FL2 Chr.15 BNL786_123–BNL3090_225 5.2 3.65 −0.90 −0.64 0.66 15.1
FL3 Chr.15 CIR9_240–BNL2440_185 7.2 2.55 −1.20 0.47 0.38 10.2
FL4 LG2 M62E41_245–M62E71_225 32.2 2.67 0.08 0.40 5.00 35.8
纤维长度
Fiber length





FL5 LG12 M82E71_110–M60E71_195 5.7 2.96 0.26 −0.52 2.00 33.9
FU1 Chr.21 BNL2895_230–BNL2448_130 68.1 5.20 −0.39 2.14 5.49 27.4
FU2 LG9 BNL3535_150–TMF14_255 42.8 2.93 −1.23 1.08 0.88 12.6
FU3 LG18 M82E41_272–M71E71_150 18.1 2.66 0.56 −1.21 2.16 33.7
整齐度
Uniformity


FU4 LG12 M82E71_110–M60E71_195 5.2 2.66 0.19 0.20 1.05 36.6
FM1 Chr.9 NAU858_201–TMB14_195 105.1 2.54 0.52 −0.16 0.31 21.0
FM2 Chr.9 TMB14_195–NAU856_217 135.0 2.60 0.33 0.14 0.42 14.4
FM3 LG1 BNL3043_215–M62E35_225 4.0 2.76 −0.11 −0.53 4.82 16.9
FM4 LG1 NAU879_201–BNL3408_135 82.8 2.62 0.43 −0.23 0.53 11.5
FM5 LG9 BNL3535_150–TMF14_255 42.9 4.46 0.45 −0.54 1.20 17.9
FM6 LG20 NAU855_315–M60E35_160 11.6 2.92 0.43 −0.63 1.47 26.1
马克隆值
Micronaire






FM7 LG12 M82E71_110–M60E71_195 5.0 2.76 0.40 −0.67 1.68 14.3
FS1 Chr.21 TML7_217–BNL2895_230 64.1 2.73 −1.54 3.23 2.10 25.9
FS2 Chr.12 BNL3816_190–M82E71_410 11.8 2.80 −4.56 −0.89 0.20 48.4
FS3 Chr.8 BNL3627_165–M82E41_170 0.1 3.29 −0.76 2.97 3.90 42.1
FS4 LG1 NAU786_210–TMG8_280 123.9 3.20 −1.21 2.58 2.13 16.5
FS5 LG4 M62E41_230–M60E35_260 15.3 2.62 −0.84 −4.14 4.93 49.6
FS6 LG4 M60E35_260–M71E33_210 62.8 3.13 −0.09 1.26 14.00 52.8
比强度
Strength








FS7 LG 10 MGHES58_242–NAU814_215 49.4 3.76 −3.91 −0.71 0.18 44.6
FE1 Chr.9 BNL3627_185–BNL2590_185 61.0 4.25 0.05 −0.42 8.40 18.1 伸长率
Elongation FE2 Chr.21 BNL2895_230–BNL2448_155 65.9 4.50 0.09 −0.54 6.00 27.1

与马克隆值相关的 QTL有 7个, 分布在 Chr.9、
Chr.9、LG1、LG1、LG9、LG20 和 LG12 上, 可解
释表型变异的 11.5%~26.1%, LOD 值的范围为
2.54~4.46。7个马克隆值的 QTL中, 有 4个(FM3、
FM5、FM6和 FM7)表现超显性效应, 有 3个(FM1、
FM2和 FM4)表现部分显性效应。
检测到 7 个影响纤维比强度的 QTL, 分布在
Chr.21、Chr.12、Chr.8、LG1、LG4、LG4 和 LG10
上, 其中 QTLFS6 最高可解释表型变异的 52.8%。7
个影响纤维比强度的 QTL 中, 有 5 个(FS1、FS3、
FS4、FS5 和 FS6)表现超显性效应, 有 2 个(FS2 和
FS7)表现加性效应。
只检测到 2 个控制伸长率的 QTL, 位于 Chr.9
和 Chr.21 上, FE1 和 FE2 分别可以解释表型变异
18.1%和 27.1%, LOD值分别为 4.25和 4.50, 均表现
超显性效应。
3 讨论
本研究以遗传背景差异大的陆地棉与海岛棉种
间杂交衍生的 F2群体为材料, 构建了包括 175 个标
记的遗传连锁图谱。通过与 Han 等[2]、Rong 等[6]、
Nguyen等[7]、Guo等[8-9]、Yu等[10]、Lacape等[12]、
Lin 等[14]和 Wang 等[23]构建的遗传连锁图谱进行比
对, 把部分连锁群定位在 10条染色体上。采用复合
区间作图法, 在所构建的遗传连锁图谱上检测到 25
个纤维品质性状的 QTL。
本研究共构建了 42个连锁群, Chr.9、Chr.12和
Chr.21 各包括 2 个连锁群, Chr.15 包括 3 个连锁群,
连锁群的数量相对较多, 主要由于包含 2 个标记的
连锁群较多 , 并且这些连锁群只覆盖全基因组的
40.6%, 表明还需要更多的“桥梁”标记把这些小的
连锁群连接到一起, Han 等[2]和 Shen 等[15]也有类似
的报道。棉花有 26 条染色体, 本文得到的 42 个连
第 12期 杨鑫雷等: 棉花分子遗传图谱构建和纤维品质性状 QTL分析 2165


锁群同样说明 , 此连锁图谱仍然存在间隙或断点 ,
增加染色体特异分子标记将会使此连锁图谱逐渐饱
和并最终把这些间隙连接起来。与已有图谱[2,7,9-12,14]
比较, 本研究得到的 175 个标记中, 有 90 个标记前
人未曾报道, 其中 SSR标记 35个, AFLP标记 65个,
这为构建饱和的高密度遗传连锁图谱奠定了一定的
基础。
目前已有一些有关棉花纤维品质性状 QTL 定
位的报道, 与其比较, 本研究获得的 QTL有所不同,
这可能与所用群体、标记种类和引物不同有关。Mei
等[13]将 5 个纤维品质性状的 QTL 定位到 A 亚组的
第 4、9染色体上, 1个与纤维长度相关的 QTL定位
在第 4染色体上, 标记区间为 G1033-A1172, 4个分
别与种子数、种子重量、纤维强度和纤维伸长率相
关的 QTL 定位在第 9 染色体上, 标记区间分别为
JESPR297-acagac4、JESPR297-acagac4、aggctc3-acagac4
和 actgcg1- accacc6, 且发现 A染色体组的 QTL多于
D 染色体组。Lin 等[14]和 Shen 等[15]所定位的 QTL
也较多地分布于A亚组染色体。与Mei等[13]比较, 本
研究同样也在第 9 染色体上定位了 1 个与纤维伸长
率相关的 QTL, 标记区间为 BNL3627-BNL2590, 2个
与 马 克 隆 值 相 关 的 QTL, 标 记 区 间 分 别 为
NAU8581-TMB14、 TMB14-NAU856。本研究在
Chr.8(A02)[23]上定位的与强度相关的 QTL, 其标记
区间与 Lin等[14]比较, 均包含 BNL3627, 而 Shen等
[15]定位的 QTL标记区间为 NAU1302- BNL3255。本
研究将部分 QTL 定位到相应的染色体 (Chr.8、
Chr.12、Chr.15和 Chr.21)上, 并且在 LG9、LG12和
Chr.21 上出现了 QTL 的聚集区, 这可能是进化过程
中染色体重组造成的, 也可能是控制这些性状的基
因排列紧密, 而在后代是以单个位点分离 [14], 这些
QTL 为分子标记辅助育种(MAS)提供了有价值的信
息。另外, 得出的关于纤维品质性状的 25 个 QTL,
大部分表现显性和超显性效应, 在种间杂交过程中
对于提高经济性状的表型值是很重要的, 在杂种优
势研究中可能具有重要意义。
4 结论
构建了包含 110个 SSR标记和 65个 AFLP标记
的遗传连锁图谱, 共包括 42 个连锁群, 连锁群长度
为 4.5~147.3 cM, 包括 2~22个分子标记, 标记间平
均距离为 11.6 cM, 总长为 2 030 cM, 约占棉花全基
因组的 40.6%。共得到 25个纤维品质数量性状基因
座(QTL), 其中 5 个与纤维长度相关, 4 个与整齐度
相关, 7个与马克隆值相关, 7个与断裂比强度相关,
2个与伸长率相关。在 LG9、LG12和 Chr.21上存在
QTL聚集区。
References
[1] Reinisch A J, Dong J M, Brubaker C L, Stelly D M, Wendel J F,
Paterson A H. A detailed RFLP map of cotton Gossypium hirsu-
tum×Gossypium barbadense: Chromosome organization and
evolution in a disomic polyploid genome. Genetics, 1994, 138:
829–847
[2] Han Z G, Wang C B, Song X L, Guo W Z, Guo J Y, Li C H, Chen
X Y, Zhang T Z. Characteristics, development and mapping of
Gossypium hirsutum derived EST-SSRs in allotetraploid cotton.
Theor Appl Genet, 2006, 112: 430–439
[3] Ulloa M, Meredith W R, Shappley Z W, Kahler A L. RFLP ge-
netic linkage maps from F2:3 populations and a joinmap of Gos-
sypium hirsutum. Theor Appl Genet, 2002, 104: 200–208
[4] Zhang J, Guo W Z, Zhang T Z. Molecular linkage map of al-
lotetraploid cotton (Gossypium hirsutum L. × Gossypium bar-
badense L.) with a haploid population. Theor Appl Genet, 2002,
105: 1166–1174
[5] Lacape J M, Nguyen T B, Thibivilliers S, Bojinov B, Courtois B,
Cantrell R G, Burr B, Hau B. A combined RFLP-SSR-AFLP map
of tetraploid cotton based on Gossypium hirsutum×Gossypium
barbadense backcross population. Genome, 2003, 46: 612–626
[6] Rong J, Abbey C, Bowers J E, Brubaker C L, Chang C, Chee P W,
Delmonte T A, Ding X, Garza J J, MarlerB S, Park C, Pierce G J,
Rainey K M, Rastogi V K, Schulze S R, Trolinder N L, Wendel J
F, Wilkins T A, Williams-Coplin T D, Wing R A, Wright R J,
Zhao X, Zhu L, Paterson A H. A 3347-locus genetic recombina-
tion map of sequence-tagged sites reveals features of genome or-
ganization, transmission and evolution of cotton (Gossypium).
Genetics, 2004, 166: 389–417
[7] Nguyen T B, Giband M, Brottier P, Risterucci A M, Lacape J M.
Wide coverage of the tetraploid cotton genome using newly de-
veloped microsatellite markers. Theor Appl Genet, 2004, 109:
167–175
[8] Guo W Z, Cai C P, Wang C B, Han Z G, Song X L, Wang K, Niu
X W, Wang C, Lu K Y, Shi B, Zhang T Z. A microsatellite-based,
gene-rich linkage map reveals genome structure, function, and
evolution in Gossypium. Genetics, 2007, 176: 527–541
[9] Guo W Z, Cai C P, Wang C B, Zhao L, Wang L, Zhang T Z. A
preliminary analysis of genome structure and composition in
Gossypium hirsutum. BMC Genomics, 2008, 9: 314
[10] Yu J W, Yu S X, Lu C R, Wang W, Fan S L, Song M Z, Lin Z X,
Zhang X L, Zhang J F. High-density linkage map of cultivated
allotetraploid cotton based on SSR, TRAP, SRAP and AFLP
markers. J Integr Plant Biol, 2007, 49: 716−724
[11] He D H, Lin Z X, Zhang X L, Nie Y C, Guo X P, Zhang Y X, Li
W. QTL mapping for economic traits based on a dense genetic
map of cotton with PCR-based markers using the interspecific
cross of Gossypium hirsutum × Gossypium barbadense.
Euphytica, 2006, 153: 181–197
[12] Lacape J M, Nguyen T B, Courtois B, Belot J L, Giband M,
Gourlot J P, Gawryziak G, Roques S, Hau B. QTL analysis of
cotton fiber quality using multiple Gossypium hirsutum × Gos-
sypium barbadense backcross generations. Crop Sci, 2005, 45:
2166 作 物 学 报 第 35卷

123–140
[13] Mei M, Syed N H, Gao W, Thaxton P M, Smith C W, Stelly D M,
Chen Z J. Genetic mapping and QTL analysis of fiber-related
traits in cotton (Gossypium). Theor Appl Genet, 2004, 108:
280–291
[14] Lin Z X, He D H, Zhang X L, Nie Y C, Guo X P, Feng C D,
Stewart J McD. Linkage map construction and mapping QTLs for
cotton fiber quality using SRAP, SSR and RAPD. Plant Breed,
2005, 124: 180–187
[15] Shen X L, Guo W Z, Zhu X F, Yuan Y L, Yu Z, Kohel J, Zhang T
Z. Molecular mapping of QTLs for fiber qualities in three diverse
lines in Upland cotton using SSR markers. Mol Breed, 2005, 15:
169–181
[16] Zhang T, Yuan Y, Yu J, Guo W, Kohel R J. Molecular tagging of a
major QTL for fiber strength in upland cotton and its marker-as-
sisted selection. Theor Appl Genet, 2003, 106: 262–268
[17] Paterson A H, Brubaker C L, Wendel J F. A rapid method for ex-
traction of cotton (Gossypium spp.) genomic DNA suitable for
RFLP and PCR analysis. Plant Mol Biol Rep, 1993, 11:112–127
[18] Zhang J(张军), Wu Y-T(武耀廷), Guo W-Z(郭旺珍), Zhang
T-Z(张天真). Fast screening of SSR markers in cotton with
PAGE/silver staining. Cotton Sci (棉花学报), 2000, 12: 267–269
(in Chinese with English abstract)
[19] Vuylsteke M, Peleman J D, van Eijk M J T. AFLP technology for
DNA fingerprinting. Nature Protocols, 2007, 2: 1387–1398
[20] Lander E S, Green P, Abrahamson J, Barlow A, Daly M J, Lin-
coln S E, Newburg I. MAPMAKER: An interactive computer
package for constructing primary genetic linkage maps of ex-
perimental and natural populations. Genomics, 1987, 1: 174–181
[21] Voorrips R E. MapChart: Software for the graphical presentation
of linkage maps and QTLs. J Hered, 2002, 93: 77–78
[22] Wang S C, Basten C J, Zeng Z B. Windows QTL Cartographer
2.5 user manual. North Carolina State University, 2005
[23] Wang K, Song X L, Han Z G, Guo W Z, Yu J Z, Sun J, Pan J J,
Kohel R J, Zhang T Z. Complete assignment of the chromo-
somes of Gossypium hirsutum L. by translocation and fluores-
cence in situ hybridization mapping. Theor Appl Genet, 2006,
113: 73–80