新疆早熟陸地棉種質(zhì)資源遺傳多樣性及纖維品質(zhì)性狀SSR 關(guān)聯(lián)分析

徐濉喜，王旭文，田琴，孔憲輝，劉麗，司愛君，王娟，余渝*

（1.新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花研究所/ 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西北內(nèi)陸區(qū)棉花生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子832000；2. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，北京100094）

新疆植棉歷史悠久，是我國適宜種植棉花的區(qū)域之一，目前已成為我國棉花的主產(chǎn)區(qū)，每年80%以上的棉花銷往全國各地和用于出口， 棉花種植業(yè)已經(jīng)成為新疆經(jīng)濟(jì)的重要支柱及植棉區(qū)棉農(nóng)的主要收入來源。 棉花品種作為棉花生產(chǎn)的基礎(chǔ)，品種好壞直接影響到新疆棉區(qū)棉花產(chǎn)量與品質(zhì)。 新疆棉花品種演變經(jīng)歷了從前蘇聯(lián)引進(jìn)陸地棉階段、 新疆自育陸地棉品種為主的階段、以自育品種和內(nèi)地引進(jìn)品種并存3 個(gè)階段。 位于天山北坡的北疆棉區(qū)，生長季節(jié)短，熱量條件相對(duì)不足， 從70 年代末新陸早1 號(hào)在北疆大面積推廣開始，北疆棉區(qū)進(jìn)入了長期以自育早熟陸地棉為主的階段。 受早熟性和棉花種質(zhì)資源創(chuàng)新能力不足的限制，早熟陸地棉的遺傳基礎(chǔ)狹窄，適應(yīng)新疆干旱多災(zāi)環(huán)境變化的能力十分脆弱； 因此，為拓寬新疆早熟陸地棉的遺傳基礎(chǔ)，對(duì)新疆早熟陸地棉種質(zhì)資源的研究已迫在眉睫。

棉花的許多重要性狀如產(chǎn)量、品質(zhì)相關(guān)性狀都屬于數(shù)量性狀，是由微效多基因控制，極易受環(huán)境影響，傳統(tǒng)選擇方法選擇效率較低、周期長，分子標(biāo)記輔助育種 （Marker-assisted selection，MAS）的出現(xiàn)，使育種家能夠?qū)⒎肿佑N與傳統(tǒng)育種方法相結(jié)合，利用與目標(biāo)基因緊密連鎖的分子標(biāo)記從分子水平上進(jìn)行選擇，從而減少選擇的盲目性，有助于實(shí)現(xiàn)作物性狀的綜合改良。 隨著分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展， 限制性片段長度多態(tài)性（Restrictionfragmentlength polymorphism，RFLP）、擴(kuò)增片段長度多態(tài)性 （Amplified fragment length polymorphism，AFLP）、 隨 機(jī) 擴(kuò) 增 多 態(tài) 性DNA（Random amplified polymorphic DNA，RAPD）、簡單序列重復(fù)（Simple sequence repeat，SSR）等分子標(biāo)記技術(shù)相繼用于棉花種質(zhì)資源遺傳多樣的評(píng)價(jià)與關(guān)聯(lián)分析中。其中SSR 標(biāo)記，以其重復(fù)性好、多態(tài)性高等特點(diǎn)，目前被廣泛用于種質(zhì)資源遺傳多樣性的評(píng)價(jià)和關(guān)聯(lián)分析。 近年隨著高通量測序技術(shù)的發(fā)展， 單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn) （Single nucleotide polymorphism，SNP）得到廣泛的應(yīng)用，但成本較高。 因此，SSR 標(biāo)記仍然是資源創(chuàng)制與評(píng)價(jià)中常用的標(biāo)記之一。

本研究對(duì)219 份早熟陸地棉種質(zhì)資源群體進(jìn)行表型與基因型數(shù)據(jù)收集研究，用關(guān)聯(lián)分析的方法檢測與纖維品質(zhì)性狀關(guān)聯(lián)的SSR 標(biāo)記，發(fā)掘特異的種質(zhì)資源和優(yōu)異等位變異，為揭示現(xiàn)有種質(zhì)資源優(yōu)異基因、育種親本的配制和棉花纖維品質(zhì)性狀分子標(biāo)記輔助育種提供參考。

本研究材料來源于新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花研究所早熟陸地棉育種中多年收集的219 份親本材料，信息參見附表1（印刷版省略，本刊網(wǎng)站可查閱）。

本試驗(yàn)于2015 年安排在新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花研究所石河子試驗(yàn)點(diǎn)種植，2016 年在新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花研究所石河子、庫爾勒2 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)種植，株距10 cm，平均行距庫爾勒為38 cm，石河子為44 cm，2 次重復(fù)，各材料人工點(diǎn)播，膜下滴灌栽培，田間管理遵循當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)田間管理。 試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)材料均種植2 行，2 次重復(fù)。 2015 年石河子田間試驗(yàn)中行長為4 m，種植材料189 份；2016 年石河子田間試驗(yàn)中行長為2.2 m，種植材料219 份；2016 年庫爾勒田間試驗(yàn)中行長為2 m，種植材料219 份。

植株表型鑒定標(biāo)準(zhǔn)參照棉花行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 2673—2015[1]。8 月中下旬進(jìn)行植株表型性狀調(diào)查，選取每小區(qū)連續(xù)5～10 株， 調(diào)查株高（Height of plant，HP）、 第一果枝節(jié)位高度 （Height of first fruiting branch node，HFFBN）、 第一果枝節(jié)位（First fruiting branch node，F(xiàn)FBN）、單株果枝數(shù)（Number of fruit branch per plant，NFBP）、單株鈴數(shù) （Boll number per plant，BN）；9 月中旬收取各材料中部10 個(gè)鈴進(jìn)行室內(nèi)考種， 調(diào)查鈴重（Boll weight，BW）、 衣分 （Lint percentage，LP）、 衣指（Lint index，LI）、籽指（Seed index，SI）、小區(qū)籽棉產(chǎn)量（Seed yield per plot，SYP）；軋花后取10 g 以上皮棉用印度Premier 電子有限公司生產(chǎn)的全自動(dòng)棉花纖維測試儀HFT9000 檢測其品質(zhì)指標(biāo)，包括纖維上半部平均長度（Fiber upper half mean length，F(xiàn)UHML）、斷裂比強(qiáng)度（Breaking tenacity，BT）、 長度纖維整齊度指數(shù) （Uniformity index，UI）、斷裂伸長率（Breaking elongation，BE）、馬克隆值（Micronaire，Mic）。

DNA 提取參照Paterson 等[2]發(fā)表的CTAB法，SSR 實(shí)驗(yàn)操作程序，PCR 參照張小娟等[3]方法， 采用毛細(xì)管電泳分析儀Fragment Analyzer-XL960 SSR/Tilling 分析PCR 產(chǎn)物。

本研究所用SSR 標(biāo)記為新疆農(nóng)墾科學(xué)院棉花研究所實(shí)驗(yàn)室保存標(biāo)記引物，由上海生工公司合成。 本研究標(biāo)記來源：參考Liang 等[4]發(fā)表的四倍體棉花遺傳圖譜， 并進(jìn)一步結(jié)合錢能[5]、Song等[6]、薛艷等[7]、Sun 等[8]、艾先濤等[9]的研究結(jié)果，選取557 對(duì)引物，經(jīng)過自然群體篩選過后得到的298 對(duì)有多態(tài)性的標(biāo)記。選取12 份地理來源差異大的材料對(duì)298 對(duì)SSR 引物進(jìn)行篩選，將條帶差異大、清晰易讀有多態(tài)性引物留下備用，共得到128 對(duì)多態(tài)性引物。

對(duì)電泳結(jié)果使用ProSize2.0 軟件查看， 采用0、1 統(tǒng)計(jì)法，依據(jù)讀膠視圖中Ladder 判斷樣品不同位點(diǎn)片段大小，同一位點(diǎn)，有條帶記為“1”，無條帶記為“0”，用“a”、“b”、“c”、“d”、“e”（對(duì)應(yīng)片段大小由大到?。﹨^(qū)別一個(gè)標(biāo)記在材料中的多個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)。

利用R 語言將不同環(huán)境的表型數(shù)據(jù)進(jìn)行最佳線性無偏估計(jì) （Best Linear Unbiased Prediction，BLUP）分析，并用SPSS 19.0 對(duì)其進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)； 利用MS Excel 對(duì)引物的多態(tài)性信息含量（Polymorphism information content，PIC）計(jì)算。計(jì)算公式如下：PIC＝1－∑Pij2，Pij表示SSR 引物i的第j個(gè)等位基因出現(xiàn)的頻率。

通過NTsys-pc2.1 計(jì)算材料兩兩之間的遺傳相似系數(shù)（Genetic similarity，GS），通過MS Excel計(jì)算遺傳相似系數(shù)分布的區(qū)間，繪制頻率分布圖。

利用Structure 2.3.1 軟件進(jìn)行群體結(jié)構(gòu)估計(jì)，Structure 參數(shù)設(shè)置分別是：K 值選取1～10，重復(fù)次數(shù)為5； 將MCMC （Markov chain Monte Carlo）起始時(shí)的不作數(shù)迭代（Length of burn in period）設(shè)為10 000 次，不作數(shù)迭代后將MCMC 設(shè)為100 000 次，其余參數(shù)采用軟件默認(rèn)的設(shè)置。最后， 依據(jù)最大似然值的原則確定合適的K值，如果似然值隨K值持續(xù)增大，則根據(jù)ΔK來確定合適的K值[10]，ΔK計(jì)算公式如下：ΔK＝m[|L（K＋1）－2L（K）＋L（K－1）|]/S|L（K）|，L（K）表示每個(gè)K的對(duì)數(shù)值，S表示標(biāo)準(zhǔn)差，m表示平均值得到該K值對(duì)應(yīng)的Q 矩陣（遺傳相似性比例，即第i材料的基因組變異來源于第K群體的概率）。

利用Tassel 5.0[11]軟件將基因型數(shù)據(jù)生成親緣（Kinship）關(guān)系矩陣（K 矩陣），以Q值＋親緣關(guān)系作為協(xié)變量，利用混合線性模型（Mixed linear model，MLM）進(jìn)行性狀和標(biāo)記之間的關(guān)聯(lián)分析，同時(shí)計(jì)算標(biāo)記位點(diǎn)在P＝0.01 時(shí)對(duì)表型變異的貢獻(xiàn)率（R2）。

在已獲得關(guān)聯(lián)位點(diǎn)的基礎(chǔ)上參照錢能[5]的方法，計(jì)算SSR 位點(diǎn)等位變異表型效應(yīng)，統(tǒng)計(jì)和分析與表型性狀顯著關(guān)聯(lián)的等位變異位點(diǎn)、表型效應(yīng)及典型材料。 表型變異計(jì)算公式：ai＝Σxij/ni－ΣNK/nK。

其中ai代表第i個(gè)等位變異的表型效應(yīng)值，xij為攜帶第i個(gè)等位變異的第j材料性狀表型測定值，ni為具有第i等位變異的材料數(shù)。NK為所有材料的表型測定值，nK為材料數(shù)。若ai為正，則認(rèn)為該等位變異為增效等位變異，反之為減效等位變異。 最終獲得與表型性狀顯著關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)等位變異、表型效應(yīng)及典型材料。

由表1 可知，在15 個(gè)性狀中，第一果枝節(jié)位高度變異系數(shù)最大，為12.69%；長度整齊度指數(shù)變異系數(shù)最小，為0.64%。 從株型相關(guān)性狀、產(chǎn)量相關(guān)性狀和品質(zhì)相關(guān)性狀整體來看，有2 個(gè)株型相關(guān)性狀異系數(shù)小于7%， 有4 個(gè)產(chǎn)量相關(guān)性狀變異系數(shù)小于7%， 而所有品質(zhì)相關(guān)性狀的變異系數(shù)均小于7%。 因此，整體來看，此群體株型相關(guān)性狀的多樣性大于產(chǎn)量相關(guān)性狀，大于品質(zhì)相關(guān)性狀。 BLUP 之后各性狀偏度系數(shù)絕對(duì)值都小于1，除衣指、衣分與長度整齊度指數(shù)的峰度絕對(duì)值大于2 之外，其余各性狀峰度絕對(duì)值均小于2，均屬正態(tài)分布，可用于后續(xù)分析。

對(duì)15 個(gè)性狀2015—2016 年3 個(gè)環(huán)境的表型數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表2。 可以看出，15

個(gè)性狀都在P＝0.01 顯著水平上受到遺傳效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)的影響。

表1 各性狀BLUP 結(jié)果描述統(tǒng)計(jì)Table 1 The statistical analysis of different traits after BLUP

表2 各性狀在多環(huán)境中的方差分析Table 2 ANOVA for different traits from multi-environments

用篩選出的多態(tài)性好的128 對(duì)引物對(duì)219份供試材料進(jìn)行擴(kuò)增， 共檢測到244 個(gè)等位變異，平均每對(duì)引物檢測出1.91 個(gè)等位變異。 擴(kuò)增條帶數(shù)范圍為1～5 個(gè)，其中JESPR153、HAU1952擴(kuò)增出5 個(gè)條帶，擴(kuò)增出1 條帶的引物37 個(gè)，占總引物的28.9%，擴(kuò)增出2 條以上條帶的引物91對(duì)，占總引物的61.1%，所占比例較高。 PIC 值最大的引物是NAU3736 和NAU4926，PIC 值最小的引物是NAU1350（表3）。引物多態(tài)信息含量范圍為0.13～0.86，平均為0.63。說明選取的標(biāo)記引物多態(tài)性較高，可用于關(guān)聯(lián)分析。

表3 128 對(duì)引物信息Table 3 The information of 128 pairs of polymorphic markers

表3 （續(xù)）Table 3 (Continued)

用NTsys-pc2.1 計(jì)算219 份材料兩兩之間SM 遺傳相似性系數(shù)，用MS Excel 繪制遺傳相似性系數(shù)頻率分布圖見圖1。 此群體遺傳相似性系數(shù)分布范圍為0.42～0.99， 平均為0.61， 處于0.4～0.5 的占2.01%， 處于0.5～0.6 的材料占44.66%，處于0.6～0.7 的占46.63%，處于0.7～0.8 的占5.74%，處于0.8～0.9 的占0.64%。 此群體中， 遺傳相似系數(shù)在0.5～0.7 的材料數(shù)占90.19%。 說明此自然群體遺傳基礎(chǔ)狹窄，遺傳多樣性低。

圖1 219 份材料遺傳相似性系數(shù)頻率分布Fig. 1 Distribution of genetic similarity of 219 materials

由K與ln(P(D))的折線圖（圖2A）可以看出，隨著K值的增大，ln(P(D))也持續(xù)增大，由于整個(gè)折線圖非常平滑，無法確定K的取值。 由ΔK隨K變化的曲線圖（圖2B）可以看出，當(dāng)K＝2 時(shí)，ΔK的值最大， 即認(rèn)為此自然群體可以分為2 個(gè)亞群。Structure 軟件依據(jù)計(jì)算得到的Q值大于或等于0.6，將各個(gè)材料劃分到亞群中，第一亞群包括28 份材料，第二亞群包括156 份材料，另外35個(gè)材料的Q值在2 個(gè)類群中都不大于0.6， 被分到混合亞群中（圖2C、表4）。 對(duì)此自然群體進(jìn)行基于基因型的主成分分析結(jié)果（圖2D），可以看出在群體數(shù)為2 時(shí)可以較好區(qū)分群體，因此更加確定K＝2 為真實(shí)K值。

圖2 供試材料的群體結(jié)構(gòu)分析Fig. 2 Population structure analysis of experimental materials

2.5.1纖維品質(zhì)性狀顯著關(guān)聯(lián)標(biāo)記。 5 個(gè)棉花纖維品質(zhì)性狀在3 個(gè)環(huán)境下共檢測到29 個(gè)顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)（表5）。其中，斷裂比強(qiáng)度在3 個(gè)環(huán)境下共檢測到10 個(gè)顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)， 是5 個(gè)性狀中檢測到顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)最多的，馬克隆值檢測到4 個(gè)顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)，斷裂伸長率檢測到9 個(gè)顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)，纖維上半部平均長度和長度整齊度指數(shù)均檢測到3 個(gè)顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)。

表4 219 份材料群體劃分Table 4 The population division of 219 experimental materials

3 個(gè)環(huán)境的纖維品質(zhì)數(shù)據(jù)BLUP 之后與基因型數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析， 共檢測到13 個(gè)與纖維品質(zhì)性狀顯著關(guān)聯(lián)的標(biāo)記。 檢測到4 個(gè)與斷裂比強(qiáng)度顯著關(guān)聯(lián)的標(biāo)記， 分別是JESPR153e、NAU5499、NAU5233a 和NAU3881b， 解釋的表型變異分別為5.38%、5.24%、3.69%和3.63%； 檢測到2 個(gè)與馬克隆值顯著關(guān)聯(lián)的標(biāo)記，分別為NAU7195a 和NAU7195b， 解釋的表型變異為3.36%和3.92%；檢測到3 個(gè)與斷裂伸長率顯著關(guān)聯(lián)的標(biāo)記，分別為DPL0641b、DPL0641a 和NAU4073a， 解釋的表型變異分別為8.29%、6.95%和3.19%； 檢測到2 個(gè)與纖維上半部平均長度顯著關(guān)聯(lián)的標(biāo)記，NAU5499 和JESPR153e，解釋的表型變異分別為5.02%和3.19%； 檢測到2 個(gè)與長度整齊度指數(shù)顯著關(guān)聯(lián)的標(biāo)記，分別為NAU3016b 和NAU5499，解釋的表型變異分別為3.60%和3.32%。

同一標(biāo)記擴(kuò)增位點(diǎn)中，有2 個(gè)及以上位點(diǎn)與同一性狀顯著關(guān)聯(lián)的標(biāo)記有NAU7195 和DPL0641，其中NAU7195a 和NAU7195b 與馬克隆 值 顯 著 關(guān) 聯(lián)，DPL0641a、DPL0641b 與 斷 裂 伸長率顯著關(guān)聯(lián)。 與多個(gè)性狀顯著關(guān)聯(lián)的標(biāo)記有JESPR153 和NAU5499。 其中，JESPR153e 與纖維上半部平均長度和斷裂比強(qiáng)度顯著關(guān)聯(lián)，NAU5499 同時(shí)與纖維上半部平均長度、 斷裂比強(qiáng)度、斷裂伸長率、長度整齊度指數(shù)顯著關(guān)聯(lián)，這兩個(gè)標(biāo)記可用于纖維品質(zhì)綜合性狀的改良。

2.5.2穩(wěn)定的顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)與前人定位的QTL位點(diǎn)比較。 在2 個(gè)及以上的環(huán)境顯著關(guān)聯(lián)到的位點(diǎn)被認(rèn)為是具有一定穩(wěn)定性的位點(diǎn)， 結(jié)果如表6所示， 共有11 個(gè)位點(diǎn)在2 個(gè)及2 個(gè)以上環(huán)境與表型顯著關(guān)聯(lián)。其中：4 個(gè)位點(diǎn)與斷裂比強(qiáng)度顯著關(guān)聯(lián)， 對(duì)應(yīng)的分子標(biāo)記位點(diǎn)為JESPR153e、NAU3881b、NAU5233a、NAU5499；3 個(gè)位點(diǎn)與斷裂伸長率顯著關(guān)聯(lián)；2 個(gè)位點(diǎn)與馬克隆值顯著關(guān)聯(lián)；NAU5499 與纖維上半部平均長度和長度整齊度指數(shù)顯著關(guān)聯(lián)。 在這些位點(diǎn)中，JESPR153e與纖維斷裂比強(qiáng)度顯著關(guān)聯(lián)，且在3 個(gè)環(huán)境及在性 狀 BLUP 后 都 可 以 檢 測 到；DPL0641b、NAU5499、NAU7195b 在兩個(gè)環(huán)境與BULP 結(jié)果中可以檢測到；其余7 個(gè)標(biāo)記均只在1 個(gè)環(huán)境和在BLUP 中檢測到。

另外，與已報(bào)道定位的棉花QTL 進(jìn)行比較，從上述11 個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)中鑒定出4 個(gè)標(biāo)記在他人研究結(jié)果中重復(fù)出現(xiàn)， 前人研究結(jié)果顯示：JESPR153 關(guān)聯(lián)纖維強(qiáng)度[12]，強(qiáng)度、馬克隆值[5]，纖維強(qiáng)度[13]，鈴重[14]；NAU5233 關(guān)聯(lián)衣分、籽棉產(chǎn)量[15]；NAU5499 關(guān)聯(lián)鈴重[16]；NAU4073 關(guān)聯(lián)強(qiáng)度、馬克隆值[5]以及生育期、霜前籽棉、霜前皮棉[17]。

依據(jù)表型BLUP 結(jié)果共挖掘出7 個(gè)攜帶特異等位變異位點(diǎn)的典型材料，如表7。27 號(hào)、65 號(hào)材料是典型的攜帶斷裂比強(qiáng)度變異位點(diǎn)的材料，其中JESPR153e 位點(diǎn)使27 號(hào)材料的表型值降低4.72 cN·tex－1，NAU3881b 位點(diǎn)使65 號(hào)材料的表型值增加4.88 cN·tex－1； 材料10、189 是典型的攜帶馬克隆值變異位點(diǎn)材料，其中NAU7195a 位點(diǎn)使10 號(hào)材料的馬克隆值降低0.84，NAU7195b使189 號(hào)材料的馬克隆值增加0.71；172、189 是典型的攜帶斷裂伸長率變異位點(diǎn)的材料， 其中DPL0641a 使172 號(hào)材料的斷裂伸長率增加0.49%，DPL0641b 使189 號(hào)材料的斷裂伸長率減少0.36%；NAU5499 使35 號(hào)材料的纖維上半部平均長度增加4.12 mm； 同時(shí)，NAU5499 使164號(hào)材料的長度整齊度指數(shù)增加1.38%。

表5 各環(huán)境下與纖維品質(zhì)性狀顯著關(guān)聯(lián)的SSR 位點(diǎn)Table 5 SSR loci significantly associated with fiber quality traits under different environments

表5 （續(xù)）Table 5 (Continued)

表6 在2 個(gè)及以上環(huán)境檢測到的顯著關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)Table 6 Significantly associated loci detected in two or more environments

表7 攜帶特異等位變異的材料Table 7 Materials carrying distinctive allelic variation

陸地棉種質(zhì)資源是陸地棉品種選育與改良的基礎(chǔ)。 育種家只有對(duì)現(xiàn)有種質(zhì)資源有全面的了解，才能更好地利用收集到的種質(zhì)資源，并進(jìn)行有目的的親本組配與品種改良，減少盲目性。 對(duì)于不同種質(zhì)資源群體， 前人已做了許多研究，聶新輝等[18]對(duì)新陸早品種的遺傳多樣性進(jìn)行了評(píng)價(jià)， 結(jié)果表明51 個(gè)新陸早品種遺傳相似系數(shù)變化范圍是0.426 9～0.987 3，平均值為0.707 1，在2016 年對(duì)503 份種質(zhì)資源進(jìn)行了評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)遺傳相似系數(shù)分布范圍為0.337～0.921，平均為0.552[19]。 遺傳相似系數(shù)的大小與收集材料的多少和收集范圍有關(guān)，只收集一個(gè)地區(qū)種質(zhì)資源難免會(huì)出現(xiàn)遺傳基礎(chǔ)狹窄情況，何陳述等[20]、賈子昉等[21]、艾先濤等[22]、郭志軍等[23]的研究結(jié)果同樣驗(yàn)證了這一結(jié)果。 總體來看，隨著種質(zhì)資源來源范圍的增大，其遺傳多樣性呈增大趨勢。 本研究使用分布在26 條染色體上的128 對(duì)SSR 標(biāo)記對(duì)219 份種質(zhì)資源進(jìn)行分子水平的遺傳多樣性鑒定，結(jié)果表明此群體遺傳相似性系數(shù)分布范圍為0.42～0.99，平均為0.61，表現(xiàn)出遺傳相似性高，與前人得出的陸地棉種內(nèi)遺傳基礎(chǔ)狹窄的結(jié)果[20-23]相一致。 此群體作為育種親本，應(yīng)當(dāng)通過增加群體材料數(shù)量和擴(kuò)充群體材料地理位置來源，來增加群體的遺傳多樣性。

種質(zhì)資源群體結(jié)構(gòu)劃分是遺傳多樣性的基礎(chǔ)[24]，錯(cuò)誤的群體劃分往往導(dǎo)致關(guān)聯(lián)結(jié)果的錯(cuò)誤，準(zhǔn)確劃分的群體表現(xiàn)出組內(nèi)遺傳差異小，組間遺傳差異大[25]。因此，關(guān)聯(lián)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性取決于群體結(jié)構(gòu)劃分的合理性。 前人的研究表明，Q 矩陣[26]、Structure 軟件[27]、主成分分析（PCA）[28]都可以用來劃分群體結(jié)構(gòu)。 核心種質(zhì)資源一般由各地引進(jìn)和本地馴化的種質(zhì)組成，因此群體內(nèi)存在大量遺傳重組。 為使得群體結(jié)構(gòu)的劃分更為準(zhǔn)確，本研究同時(shí)采用Q 矩陣、Structure 軟件和主成分分析劃分群體結(jié)構(gòu)，最終將此群體劃分為2 個(gè)亞群。 也有學(xué)者將地理來源作為群體結(jié)構(gòu)劃分的依據(jù)之一[27]。本研究中由于大多數(shù)材料來源于新疆，所以并未使用地理來源這一因素對(duì)群體結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，但群體結(jié)構(gòu)劃分的結(jié)果與群體內(nèi)材料地理來源也表現(xiàn)出一致性，即地理來源中大多數(shù)材料來源于我國新疆，被劃分為一類，少部分材料來源于國內(nèi)其他省份和國外，還有一部分材料由遺傳相似性較為接近， 無法被劃分到具體亞群。因此， 認(rèn)為此群體被劃分為2 個(gè)類群是合理的，有助于消除關(guān)聯(lián)分析的假陽性結(jié)果。

通過對(duì)群體基因型和纖維品質(zhì)性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，分別進(jìn)行了3 環(huán)境中纖維品質(zhì)數(shù)據(jù)與基因型的關(guān)聯(lián)分析和3 環(huán)境纖維品質(zhì)數(shù)據(jù)表型BLUP 結(jié)果與基因型的關(guān)聯(lián)，在P＝0.01 水平下，棉花纖維品質(zhì)5 個(gè)性狀在3 個(gè)環(huán)境下共檢測到29 個(gè)顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)。其中在3 個(gè)環(huán)境下斷裂比強(qiáng)度檢測到的顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)最多， 共檢測到10 個(gè)顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)，馬克隆值檢測到4 個(gè)顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)，斷裂伸長率檢測到9 個(gè)顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)，纖維上半部平均長度和纖維長度整齊度指數(shù)均檢測到3 個(gè)顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)。

3 個(gè)環(huán)境表型數(shù)據(jù)BLUP 之后與基因型數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析， 共檢測到13 個(gè)與纖維品質(zhì)性狀顯著關(guān)聯(lián)的標(biāo)記。 根據(jù)前人研究[5,12-17]，將檢測到的纖維品質(zhì)性狀顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)（P≤0.01）與棉花已報(bào)道定位的QTL 進(jìn)行比較， 發(fā)現(xiàn)JESPR153、NAU5233、NAU5499 和NAU4073 與已報(bào)道的顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)重復(fù)出現(xiàn)。 獲得已報(bào)道定位的標(biāo)記位點(diǎn)，特別是相同性狀標(biāo)記，說明這些標(biāo)記具有可重復(fù)性和穩(wěn)定性。 與多個(gè)性狀顯著關(guān)聯(lián)的標(biāo)記有JESPR153 和NAU5499，其中JESPR153e 與纖維上半部平均長度和纖維斷裂比強(qiáng)度顯著關(guān)聯(lián)，NAU5499 同時(shí)與纖維上半部平均長度、 斷裂比強(qiáng)度、斷裂伸長率、長度整齊度指數(shù)顯著關(guān)聯(lián)，這兩個(gè)標(biāo)記可用于纖維品質(zhì)綜合性狀的改良。 在2個(gè)及以上的環(huán)境與表型顯著關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)共有11個(gè)。 并根據(jù)表型BLUP 結(jié)果共挖掘7 個(gè)攜帶特異等位變異的典型材料，將為棉花分子設(shè)計(jì)育種的應(yīng)用提供一些參考。

調(diào)查了3 環(huán)境下收集的219 份早熟陸地棉遺傳群體的15 個(gè)表型數(shù)據(jù)， 評(píng)價(jià)了其表型多樣性， 用128 對(duì)分布在26 對(duì)染色體上的SSR 分子標(biāo)記評(píng)價(jià)了其DNA 水平的遺傳多樣性，同時(shí)，用這些分子標(biāo)記對(duì)此群體棉花纖維品質(zhì)性狀在P＝0.01 水平下進(jìn)行了關(guān)聯(lián)分析。

群體基因型遺傳多樣性的分析結(jié)果表明，此自然群體遺傳基礎(chǔ)狹窄，遺傳多樣性低。

通過關(guān)聯(lián)分析， 檢測到與纖維品質(zhì)性狀在3個(gè)環(huán)境下的顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)29 個(gè)， 在5 個(gè)纖維品質(zhì)性狀中， 斷裂比強(qiáng)度的顯著關(guān)聯(lián)位點(diǎn)最多，其中11 個(gè)位點(diǎn)在2 個(gè)及2 個(gè)以上環(huán)境中重復(fù)出現(xiàn)。 JESPR153e 位點(diǎn)在3 個(gè)環(huán)境及BLUP 數(shù)據(jù)中都檢測到與斷裂比強(qiáng)度顯著關(guān)聯(lián)。 NAU5499 與纖維上半部平均長度、斷裂比強(qiáng)度、斷裂伸長率、長度整齊度指數(shù)均顯著關(guān)聯(lián)。 獲得攜帶優(yōu)異等位變異基因的典型材料共計(jì)7 份。