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QTL Mapping of Seed Physical Traits in Upland Cotton (Gossypium hirsutum L.)

陆地棉种子物理性状QTL定位


Cotton is a leading natural fiber crop in the world, and also provides important plant oil and protein. Cotton fiber is developed from a single cell of seed epidermis, so QTL mapping of seed traits is important to reveal the genetic characteristics of seed traits and to understand the genetic relationship among seed, yield and fiber quality traits. Six seed physical traits of upland cotton recombinant inbred line population identified in three environments presented continuous segregation, and the significant variances existed in the six physical traits were affected by environments. The linkage map constructed from the upland cotton recombinant inbred line population (T586 × Yumian1) F2:7 were used to map QTLs for six seed physical traits by MQM method, and thirty-four


全 文 :作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(1): 53−60 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金项目(30971827, 30871556, 30571187)和国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2006AA10Z1D3, 2006AA100105)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 张正圣, E-mail: zhangzs@swu.edu.cn; Tel: 13883608797
第一作者联系方式: E-mail: Liudajun_ren_ren@163.com
Received(收稿日期): 2009-04-30; Accepted(接受日期): 2009-08-23.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.00053
陆地棉种子物理性状 QTL定位
刘大军 张 建 张 轲 王 威 张正圣*
西南大学农学与生物科技学院 / 农业部生物技术与作物品质改良重点实验室, 重庆 400716
摘 要: 定位棉花种子性状的基因对揭示棉花种子性状的遗传规律, 以及明确棉花种子、产量、纤维品质等性状间
的遗传关系具有重要意义。以(渝棉 1号×T586) F2:7重组近交系群体构建的遗传连锁图谱, 在鉴定 270个家系 3个环
境种子物理性状的基础上, 利用 MQM作图方法, 共检测到 34个种子物理性状 QTL, 包括 9个种子重(qSW)、5个短
绒重(qFW)、3个短绒率(qFP)、8个种仁重(qKW)、6个种子壳重(qHW)和 3个种仁率(qKP)QTL, 它们可解释 4.6%~80.1%
的性状表型变异。9 个 QTL 在 2 个或 3 个环境中被检测到, 其中包括第 12 染色体显性光子位点的短绒重与短绒率
QTL, 以及另外 7个微效应 QTL。34个 QTL分布于 15条染色体, 其中 A染色体组 20个, D染色体组 14个。有 12
个染色体区段分布有 2个或 2个以上的 QTL, 而且同一染色体区域同一亲本所具有的不同性状 QTL的方向大多数与
性状表型相关系数的正负一致。
关键词: 陆地棉; 种子; 物理性状; QTL
QTL Mapping of Seed Physical Traits in Upland Cotton (Gossypium hirsutum L.)
LIU Da-Jun, ZHANG Jian, ZHANG Ke, WANG Wei, and ZHANG Zheng-Sheng*
Key Laboratory of Biotechnology & Crop Quality Improvement, Ministry of Agriculture / College of Agronomy & Biotechnology, Southwest Uni-
versity, Chongqing 400716, China
Abstract: Cotton is a leading natural fiber crop in the world, and also provides important plant oil and protein. Cotton fiber is
developed from a single cell of seed epidermis, so QTL mapping of seed traits is important to reveal the genetic characteristics of
seed traits and to understand the genetic relationship among seed, yield and fiber quality traits. Six seed physical traits of upland
cotton recombinant inbred line population identified in three environments presented continuous segregation, and the significant
variances existed in the six physical traits were affected by environments. The linkage map constructed from the upland cotton
recombinant inbred line population (T586 × Yumian 1) F2:7 were used to map QTLs for six seed physical traits by MQM method,
and 34 QTLs were detected, including nine QTLs for seed weight (qSW), five QTLs for fuzz weight (qFW), three QTLs for fuzz
percentage (qFP), eight QTLs for kernel weight (qKW), six QTLs for seed hull weight (qHW), and three QTLs for seed kernel
percentage (qKP), with explained phenotypic trait variance ranging from 4.6% to 80.1%. Out of 34 QTLs, nine QTLs were identi-
fied in two or three environments, and they included two large-effect QTLs controlling fuzz weight and fuzz percentage at N1
locus on chromosome 12, and other seven small-effect QTLs. A total of 34 QTLs were mapped on 15 chromosomes, and among
them 20 QTLs distributed on A sub-genome and 14 QTLs distributed on D sub-genome. Twelve chromosome regions have two or
more QTLs for seed physical traits in each region, and directions of most QTLs for different seed physical traits, which originated
from the same parent in the same chromosome region, were consistent with the correlation coefficients of traits.
Keywords: Upland cotton; Seed; Physical trait; QTLs
棉花是世界上栽培最广的天然纤维作物, 也是
重要的油脂和蛋白质来源作物[1-3]。棉纤维是由单个
种子表皮细胞发育而来[4]。棉花作为世界上重要的
经济作物和模式植物, 在遗传研究中一直受到重视,
早在 1906年就有关于有色纤维的遗传研究报道[5]。
由于棉花产量、纤维品质等性状属多基因控制的数
量性状, 用传统方法难以对这些性状的遗传特性进
行深入研究。现代 DNA标记技术的发展为此提供了
一种有效的方法[6]。自 Reinisch等[7]报道第一张棉花
遗传图谱以来, 已构建了相对饱和的棉花种间遗传
54 作 物 学 报 第 36卷

连锁图谱[8-10]和密度较高的陆地棉遗传连锁图谱[11]。
并用此图谱, 对棉花产量、纤维品质等性状 QTL进
行了定位研究[12-21]。然而, 对于棉花纤维产量与品
质赖以形成的种子却研究较少[22]。本研究利用 DNA
标记多态性丰富, 以及产量和纤维品质性状差异极
大的陆地棉优质品种渝棉 1 号和陆地棉多显性基因
标记系T586建立的重组近交系群体[11], 对棉花种子
物理性状进行 QTL定位, 以期为揭示棉花种子性状
的遗传规律, 明确棉花种子、产量、纤维品质等性
状间的遗传关系提供依据。
1 材料与方法
1.1 种子物理性状考查
由陆地棉高品质品种渝棉 1 号与陆地棉多显性
基因标记系 T586 杂交 F2单株自交 7 代衍生的单株
构建陆地棉重组近交系群体[23]。渝棉 1 号是西南大
学采用多亲本互交育成的优质棉品种[24], 其亲本包
括有海岛棉血缘的 7231-6, 从美国引进的具亚洲
棉、瑟伯氏棉和陆地棉三元杂种(HAT)血缘的优质种
质 PD4381[25], 从法国引进的具陆地棉、亚洲棉、雷
蒙德氏棉三元杂种(HAR)血缘的优质种质 L231-24[26]
等多个品种(品系)。T586是将 8个显性基因转移到遗
传标准系TM-1中培育而成的多显性基因标记系[27-28]。
2005年于海南、2006年和 2007年于重庆种植(渝棉
1号×T586) F2:7重组近交系群体 270个家系, 单行种
植, 行长 5 m, 行距 0.7 m, 每行 15株。田间管理与
大面积生产相同。收获正常吐絮棉铃。将籽棉轧花
后, 考察种子物理性状。对 100粒毛子称重, 硫酸脱
绒烘干后再称重, 获得 100粒光子重, 即种子重; 短
绒重=100 粒毛子重–100 粒光子重, 短绒率=短绒重/
毛子重×100%; 将 100粒脱绒种子剥壳后, 分别称取
100 粒棉籽种仁重和种子壳重, 种仁率=种仁重/光
子重×100%。采用 DPS数据处理系统[29]对种子物理
性状进行表型分析。
1.2 种子物理性状 QTL定位
利用 Zhang等[11]构建的包括 604 个标记、覆盖
3 140.9 cM的陆地棉遗传连锁图谱, 选用 QTL分析
软件 MapQTL5.0[30]的 MQM 方法 (multiple QTL
mapping), 对 3 个环境鉴定的种子物理性状进行 QTL
分析。MQM分析时, 选择 5个邻近标记(neighbour-
ing markers)和 1 cM的步速(mapping step size)。采用
1 000 次排列检测 (permutation test), 以全基因组
P=0.05 的 LOD 值作为 QTL存在的阈值。加性效应
以 T586 的等位基因作为背景, 即正效应表示 T586
的等位基因增加性状表型值, 负效应表示 T586的等
位基因减少性状表型值。QTL 染色体布图采用绘图
软件 MapChart2.2绘制[31]。
2 结果与分析
2.1 重组近交系群体种子物理性状表现
种子重、种仁重、种子壳重、种仁率表现超双
亲的超亲分离, 短绒重与短绒率表现超高亲的超亲
分离。6个性状都表现为连续分布, 呈现多基因控制
的数量性状遗传特点(表 1)。
棉花种子物理性状除受基因型影响外, 还受环
境影响。环境对短绒重、短绒率的影响较大, 对种
子壳重和种仁率的影响较小(表 2)。
2.2 种子物理性状的相关性分析
种子重与种仁重、种子壳重以及种仁重与种子
壳重、种仁率在 3个环境均表现极显著正相关。种仁
率与种子壳重呈极显著负相关。其他种子物理性状
的相关性不显著(表 3)。
2.3 棉花种子物理性状 QTL分析
在 3 个环境中 , 共检测到 34 个种子物理性状
QTL, 分布在 15条染色体上(表 4和图 1)。
2.3.1 种子重(qSW) 检测到 9 个 QTL, 可解释
4.6%~9.7%的表型变异, 分别位于第 2、第 6、第 9、
第 11、第 12、第 14、第 15、第 18 和第 25 染色体
上。其中 3个(qSW11-1, qSW12-1, qSW25-1)同时在两
个环境中被检测到, 位于第 11染色体的 qSW11-1, 可
解释 5.5%~9.7%的表型变异, 加性效应 0.27~0.32,
T586 的等位基因增加性状的表型值; 位于第 12 染
色体的 qSW12-1 可解释 5.2%~8.0%的表型变异, 加
性效应 0.24~0.34, T586的等位基因增加性状的表型
值; 位于第 25染色体的 qSW25-1可解释 5.5%~7.4%
的表型变异, 加性效应为–0.23 ~ –0.30, 渝棉 1号的
等位基因增加性状的表型值。另外 6个 QTL只在 1
个环境中被检测到, 可解释 4.6%~8.6%的表型变异。
2.3.2 短绒重(qFW) 检测到 5个QTL, 解释 4.7%~
72.6%的表型变异, 分布在第 3、第 7、第 12、第 13
和第 21染色体上。位于第 12染色体的 qFW12-1同
时在 3 个环境中被检测到, 其加性效应为–0.64 ~
–0.78, 解释 64.2%~72.6%的表型变异。它为主效
QTL, 渝棉 1号等位基因纯合时, 每 100粒种子增加
1.28~1.56 g短绒重。其余 4个 QTL只在 1个环境中
被检测到, 解释 4.7%~6.4%的表型变异。
第 1期 刘大军等: 陆地棉种子物理性状 QTL定位 55


表 1 种子物理性状表型分析
Table 1 Phenotypic analysis of seed physical traits
亲本 Parent 重组近交系群体 Recombinant inbred lines 性状
Trait
环境
Environment T586 渝棉 1号
Yumian 1
均值
Mean
最大值
Max.
最小值
Min.
标准差
SD
偏度
Skewness
峰度
Kurtosis

05HN – 10.85 10.89 13.96 7.97 1.10 –0.01 –0.18
06CQ 13.02 10.67 11.29 14.57 8.99 0.97 0.40 0.32
种子重
Seed weight (g)
07CQ – 11.17 11.19 13.91 8.62 1.05 0.20 –0.13

05HN 0.00 1.02 0.91 2.84 0.00 0.75 0.03 –1.15
06CQ 0.00 1.43 1.09 2.95 0.00 0.88 –0.03 –1.29
短绒重
Fuzz weight (g)
07CQ 0.00 1.17 0.83 2.95 0.00 0.79 0.36 –1.01

05HN 0.00 8.55 7.50 22.03 0.00 5.97 –0.15 –1.36
06CQ 0.00 11.79 8.50 21.81 0.00 6.70 –0.15 –1.36
短绒率
Fuzz percentage (%)
07CQ 0.00 9.47 6.68 22.59 0.00 6.23 0.28 –1.15

05HN – 6.41 6.62 8.69 4.68 0.73 0.13 –0.14
06CQ 8.66 6.33 6.89 9.03 5.45 0.65 0.36 –0.30
种仁重
Kernel weight (g)
07CQ – 6.58 6.85 8.73 5.05 0.76 0.10 –0.12

05HN – 4.43 4.27 5.43 3.04 0.45 –0.08 –0.27
06CQ 4.33 4.34 4.40 5.85 3.34 0.42 0.28 0.35
种子壳重
Hull weight (g)
07CQ – 4.59 4.34 5.34 3.26 0.40 0.17 –0.28

05HN – 59.13 60.76 67.60 56.05 1.85 0.01 0.36
06CQ 66.49 59.30 61.03 66.94 53.78 1.95 –0.32 1.33
种仁率
Kernel percentage (%)
07CQ – 58.94 61.19 67.67 52.33 2.17 –0.89 2.99
–:缺失数据。05HN、06CQ和 07CQ分别表示 2005年海南、2006年重庆和 2007年重庆。
–: missing data; 05HN, 06CQ, and 07CQ indicate 2005 in Hainan, 2006 and 2007 in Chongqing, respectively.

表 2 种子物理性状的方差分析
Table 2 Variance analysis of seed physical traits
性状
Trait
变异来源
Source of variation
平方和
SS
自由度
df
方差
Variance
F

环境 Environment 13.99 2 6.99 16.96**
基因型 Genotype 472.35 196 2.41 5.85**
种子重
Seed weight
误差 Error 161.62 392 0.41
环境 Environment 5.10 2 2.55 31.63**
基因型 Genotype 363.41 193 1.88 23.38**
短绒重
Fuzz weight
误差 Error 31.09 386 0.08
环境 Environment 188.98 2 94.49 23.53**
基因型 Genotype 22389.60 193 116.01 28.88**
短绒率
Fuzz percentage
误差 Error 1550.33 386 4.02
环境 Environment 8.59 2 4.30 19.29**
基因型 Genotype 212.51 196 1.08 4.87**
种仁重
Kernel weight
误差 Error 87.30 392 0.22
环境 Environment 0.68 2 0.34 4.26*
基因型 Genotype 70.13 196 0.36 4.45**
种子壳重
Hull weight
误差 Error 31.53 392 0.08
环境 Environment 36.14 2 18.07 5.88**
基因型 Genotype 1080.71 196 5.51 1.80**
种仁率
Kernel percentage
误差 Error 1203.98 392 3.07
*, ** 分别表示达 0.05和 0.01显著水平。
* and ** denote significantly different at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.
56 作 物 学 报 第 36卷

表 3 各个性状的相关性系数
Table 3 Correlation coefficients among seed physical traits
性状
Trait
环境
Environment
种子重
Seed weight
短绒重
Fuzz weight
短绒率
Fuzz percentage
种仁重
Kernel weight
种子壳重
Hull weight

05HN –0.14*
06CQ –0.15*
短绒重
Fuzz weight
07CQ –0.02
05HN –0.28** 0.99**
06CQ –0.25** 0.99**
短绒率
Fuzz percentage
07CQ –0.14 0.99**
05HN 0.96** –0.08 –0.21**
06CQ 0.94** –0.13* –0.23**
种仁重
Kernel weight
07CQ 0.95** –0.02 –0.14
05HN 0.89** –0.21** –0.34** 0.74**
06CQ 0.86** –0.15* –0.24** 0.63**
种子壳重
Hull weight
07CQ 0.83** –0.01 –0.10 0.62**
05HN 0.16** 0.18** 0.16** 0.42** –0.30**
06CQ 0.06 0.04 0.02 0.39** –0.46**
种仁率
Kernel percentage
07CQ 0.32** –0.03 –0.08 0.58** –0.26**
*, **分别表示在 0.05和 0.01显著水平相关。
* and ** denote significance of correlation at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.

2.3.3 短绒率(qFP) 检测到 3个 QTL, 解释 5.7%~
80.1%的表型变异, 分别位于第 3、第 12 和第 21 染
色体上。位于第 12染色体的 qFP12-1同时在 3个环
境被检测到 , 其加性效应为–5.30 ~ –6.19, 解释
67.3%~80.1%的表型变异。它为主效 QTL, 渝棉 1号
等位基因纯合时, 短绒率增加 10.60%~12.38%。另外
2 个 QTL 只在 1 个环境中被检测到, 解释 5.7%~
6.6%的表型变异。
2.3.4 种仁重(qKW) 检测到 8个 QTL解释 4.7%~
8.9%的表型变异, 分布在第 2、第 6、第 11、第 12、
第 14、第 15、第 22 和第 25 染色体上。位于第 11
染色体的 qKW11-1 同时在 3 个环境被检测到, 其加
性效应为 0.18~0.21, 解释 5.8%~8.9%的表型变异。
位于第 12 染色体的 qKW12-1 同时在两个环境被检
测到, 其加性效应为 0.17~0.19, 解释 5.1%~5.2%的
表型变异。其他 6个 QTL只在一个环境被检测到。
2.3.5 种子壳重(qHW) 检测到 6 个 QTL, 解释
4.7%~9.1%的表型变异, 分别位于第 11、第 12、第
13、第 15、第 18、第 22染色体上(表 4和图 1)。均
只在 1 个环境中被检测到, 说明该性状受环境因素
的影响较大。
2.3.6 种仁率(qKP) 检测到 3个QTL, 解释 4.8%~
5.7%的表型变异, 分别位于第 6、第 13和第 26染色
体上(表 4 和图 1)。位于第 6 染色体的 qKP6-1 同时
在两个环境被检测到, 其加性效应为–0.43 ~ –0.45,
解释 4.8%~5.7%的表型变异, 渝棉 1 号的等位基因
增加性状表型值。
3 讨论
就所研究的 6 个种子物理性状而言, 各检测到
3~9 个 QTL, 其中种子重 QTL 有 9 个, 而短绒率和
种仁率 QTL只有 3个。这一结果说明控制不同种子
物理性状的基因数量存在差异, 或者两亲本在不同
性状上所具有的等位基因存在差异。所检测到的 9
个种子重量 QTL中的 4个所在染色体, 在其他研究
群体中也发现有影响种子重量的 QTL, 如 He 等[19]
利用海陆种间杂交群体在第 6、第 11和第 25染色体
检测到子指 QTL, Shen等[18]利用陆地棉重组近交系
群体在第 25染色体检测到子指 QTL, Qin等[21]利用
陆地棉复合杂交群体在第 14染色体检测到子指 QTL。
这些在不同群体检测到的QTL可能为棉花种子性状
的共同 QTL。
大量研究表明棉花产量、纤维品质性状 QTL存
在成簇分布的特点[11,13-21]。在本研究所定位有 QTL
的染色体中, 有 12个染色体区段分布有 2个或 2个
以上的 QTL, 而且同一染色体区域同一亲本所具有
的不同性状QTL的方向大多数与性状表型相关系数
的正负一致, 即正相关性状 QTL 方向相同, 负相关
第 1期 刘大军等: 陆地棉种子物理性状 QTL定位 57


表 4 种子物理性状 QTL
Table 4 QTL for seed physical traits
性状
Trait
QTL 环境
Environment
染色体
Chromosome
邻近标记
Nearest marker
LODg LODp
加性效应
Additive
解释变异
PVE (%)

qSW2-1 07CQ 2 MUSS073 2.7 2.7 –0.31 7.4
qSW6-1 05HN 6 MUSB0536 2.7 3.8 +0.28 6.4
qSW9-1 06CQ 9 NAU2158 2.5 2.8 +0.22 4.6
05HN 11 CIR316 2.7 3.3 +0.27 5.5 qSW11-1
06CQ 11 MUSB1076 2.5 5.8 +0.32 9.7
05HN 12 N1 2.7 4.2 +0.34 8.0 qSW12-1
06CQ 12 CIR148 2.5 2.8 +0.24 5.2
qSW14-1 07CQ 14 BNL3545 2.7 3.8 –0.32 8.6
qSW15-1 07CQ 15 MUSB0760 2.7 3.4 +0.30 7.9
qSW18-1 05HN 18 CIR099 2.7 2.8 +0.25 4.7
06CQ 25 NAU2007 2.5 3.3 –0.23 5.5
种子重
Seed weight
qSW25-1
07CQ 25 NAU2700 2.7 3.3 –0.30 7.4

qFW3-1 07CQ 3 NAU3541 2.8 2.8 +0.21 6.4
qFW7-1 05HN 7 DPL0800 2.5 2.8 +0.16 4.7
05HN 12 N1 2.5 66.0 –0.64 72.6
06CQ 12 N1 2.7 58.0 –0.78 68.3
qFW12-1
07CQ 12 N1 2.8 39.0 –0.66 64.2
qFW13-1 06CQ 13 DPL0249 2.7 2.8 –0.20 4.8
短绒重
Fuzz weight
qFW21-1 05HN 21 IT-ISJ03F08R 2.5 2.8 –0.20 5.9

qFP3-1 07CQ 3 NAU3541 2.6 2.9 +1.69 6.6
05HN 12 N1 2.7 76.4 –5.72 80.1
06CQ 12 N1 2.7 63.8 –6.19 73.4
qFP12-1

07CQ 12 N1 2.6 42.2 –5.30 67.3
短绒率
Fuzz percent-
age
qFP21-1 05HN 21 IT-ISJ03F08R 2.7 2.7 –1.55 5.7

qKW2-1 07CQ 2 MUSS073 2.7 2.7 –0.21 5.9
qKW6-1 05HN 6 MUSB0536 2.7 5.2 +0.21 8.6
05HN 11 MUSB1076 2.7 3.4 +0.18 5.8
06CQ 11 MUSB1076 2.7 3.0 +0.20 8.9
qKW11-1
07CQ 11 CIR316 2.7 3.0 +0.21 6.8
05HN 12 CIR148 2.7 3.1 +0.19 5.2 qKW12-1
06CQ 12 CIR148 2.7 3.0 +0.17 5.1
qKW14-1 07CQ 14 BNL3545 2.7 3.6 –0.22 7.9
qKW15-1 07CQ 15 MUSB0760 2.7 2.9 +0.21 6.6
qKW22-1 05HN 22 JESPR050 2.7 3.8 –0.25 6.3
06CQ 25 NAU2007 2.7 2.8 –0.14 4.7
种仁重
Kernel weight
qKW25-1
07CQ 25 NAU2700 2.7 2.8 –0.20 6.3

qHW11-1 06CQ 11 NAU0816 2.7 4.1 +0.12 6.9
qHW12-1 05HN 12 N1 2.7 5.5 +0.15 9.1
qHW13-1 06CQ 13 NAU3148 2.7 3.0 –0.11 4.7
qHW15-1 07CQ 15 MUSB0760 2.6 2.7 +0.10 6.1
qHW18-1 05HN 18 CIR099 2.7 4.7 +0.13 7.8
种子壳重
Hull weight
qHW22-1 07CQ 22 BNL0448 2.6 3.2 –0.11 7.2

05HN 6 T1 2.8 3.6 –0.45 5.7 qKP6-1
06CQ 6 T1 2.8 2.9 –0.43 4.8
qKP13-1 06CQ 13 IT-ISJ07F23R 2.7 2.8 –0.43 4.8
种仁率
Kernel per-
centage
qKP26-1 05HN 26 BNL3423 2.8 3.4 +0.51 5.7
LODg和 LODp分别表示全基因组概率 P=0.05 的 LOD 阈值和所检测 QTL 的 LOD 峰值; +:T586 等位基因的加性效应增加性状
表型值; –:渝棉 1号等位基因的加性效应增加性状表型值。
LODg and LODp represent the significant LOD threshold of the genome wide with a P-value 0.05, and the peak LOD of the identified
QTL, respectively. + indicates the allele originated from T586 increases the value of the trait; − indicates the allele originated from Yumian 1
increases the value of the trait. PVE: phenotypic variation explained.
58 作 物 学 报 第 36卷



图 1 陆地棉(T586×渝棉 1号) F2:7重组近交系群体检测的种子物理性状 QTL
Fig. 1 QTLs for seed physical trait QTLs detected from upland cotton recombinant inbred line population (T586×Yumian 1) F2:7
qSW:种子重; qFW:短绒重; qFP:短绒率; qKW:种仁重; qHW:种子壳重; qKP:种仁率。
qSW: seed weight; qFW: fuzz weight; qFP: fuzz percentage; qKW: kernel weight; qHW: seed hull weight; qKP: kernel percentage.
第 1期 刘大军等: 陆地棉种子物理性状 QTL定位 59


性状 QTL方向相反。如表现正相关的种仁重和种子
重在 7个区段(qKW2-1与 qSW2-1, qKW6-1与 qSW6-1,
qKW11-1与 qSW11-1, qKW12-1与 qSW12-1, qKW14-1
与 qSW14-1, qKW15-1 与 qSW15-1, qKW25-1 与
qSW25-1)的 QTL方向相同。这一结果充分解释了种
子性状间的表型相关性 , 同时表明棉花种子性状
QTL同样存在成簇分布的特点。多个性状 QTL分布
于同一染色体区域可能为一因多效或基因紧密连锁
引起, 如本研究在第 6染色体 T1位点检测到种子重、
种仁率和种子壳重 QTL, Wan等[23]和 Zhang等[11]在
第 6染色体 T1位点检测到衣分、纤维品质等性状QTL;
本研究在第 12 染色体 N1位点检测到种子重和种仁
重 QTL, Zhang 等[11]在该位点检测到纤维品质性状
QTL。这些 QTL究竟为紧密连锁或一因多效, 有待进
一步研究。
同一基因型在不同环境的表现差异反应了复杂
性状基因型与环境互作的存在[15-16]。本研究所涉及
的 6个种子物理性状的环境方差均达到极显著差异,
表明种子性状的表现与其他数量性状一样, 同样受
环境影响。本研究除第 12 染色体显性光子 N1位点
的 2个主效应 QTL在 3个环境均被检测出外, 还有
7个解释 5%~10%性状变异的 QTL在 2~3个环境中
被检测出。这一结果表明除了大效应 QTL表现环境
稳定外, 还有部分微效应 QTL同样表现环境稳定。
这些不与显性基因连锁环境稳定的微效应QTL可能
在分子标记辅助育种更具有应用价值。
4 结论
利用陆地棉(渝棉 1号×T586) F2:7重组近交系群
体构建的遗传连锁图谱, 在 3个环境共检测到 34个
种子物理性状 QTL, 包括 9个种子重(qSW)、5个短
绒重(qFW)、3个短绒率(qFP)、8个种仁重(qKW)、6
个种子壳重(qHW)和 3 个种仁率(qKP) QTL。有 12
个染色体区段分布有 2 个或 2 个以上的 QTL, 而且
同一染色体区域同一亲本所具有的不同性状QTL的
方向大多数与性状表型相关系数的正负一致。
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