陸海漸滲系16號染色體纖維長度及強(qiáng)度QTL分子標(biāo)記輔助選擇及聚合效應(yīng)研究

摘要：【目的】明確主效數(shù)量性狀位點(diǎn)（quantitative trait loci， QTL）在陸海漸滲系群體中的分子標(biāo)記輔助選擇效應(yīng)以及QTL聚合對纖維長度和纖維強(qiáng)度的影響。【方法】以陸地棉中棉所45與海島棉海1的優(yōu)質(zhì)漸滲系MBI7561（BC4F3∶5）為母本，與其輪回親本中棉所45構(gòu)建次級分離群體BC5F2和BC5F2∶3，選擇單株繼續(xù)與輪回親本雜交后自交，獲得BC6F2及BC6F2∶3共2個(gè)世代群體材料。利用16號染色體上與已知的3個(gè)纖維長度主效QTL（qFL-16-1、qFL-16-4、qFL-16-5）和3個(gè)纖維強(qiáng)度主效QTL（qFS-16-1、qFS-16-4和qFS-16-5）連鎖的4個(gè)簡單重復(fù)序列標(biāo)記（CGR6894a、PGML02608、NAU5408和NAU3594）進(jìn)行檢測，評價(jià)關(guān)聯(lián)QTL對纖維長度和強(qiáng)度的影響?！窘Y(jié)果】qFL-16-1、qFL-16-4、qFL-16-5、qFS-16-1、qFS-16-4和qFS-16-5在陸海漸滲系群體2個(gè)世代中均具有顯著的遺傳效應(yīng)，4個(gè)連鎖標(biāo)記的輔助選擇效應(yīng)明顯。3個(gè)QTL兩兩聚合均能表現(xiàn)出顯著的累加效應(yīng)；并篩選出同時(shí)聚合到2個(gè)以上QTL的纖維品質(zhì)優(yōu)良單株?！窘Y(jié)論】選擇的16號染色體纖維長度與強(qiáng)度相關(guān)的QTL在陸海漸滲系群體2個(gè)世代中均具有顯著的遺傳效應(yīng)，聚合效應(yīng)顯著。該研究為纖維長度及強(qiáng)度的分子標(biāo)記輔助選擇聚合育種奠定了重要基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)量性狀位點(diǎn)；標(biāo)記輔助選擇；棉花；纖維長度；纖維強(qiáng)度；累加效應(yīng)

Abstract： [Objective] The purpose of this study was to evaluate the selection and pyramiding effects of quantitative trait loci （QTL） related to fiber length and fiber strength through molecular marker-assisted selections using populations of chromosome segment substitution lines （CSSLs） from Gossypium hirsutum × G. barbadense. [Method] In this study， CSSL MBI7561 with excellent fiber quality selected from BC4F3：5 of CCRI 45 （G. hirsutum） × Hai 1 （G. barbadense） was used to construct the secondary segregating populations of two generations BC5F2 and BC5F2：3. Then two populations （BC6F2 and BC6F2：3） were obtained through backcrossing with the recurrent parents and selfing. Four simple sequence repeat markers， CGR6894a， PGML02608， NAU5408 and NAU3594， linked to three major QTL for fiber length （qFL-16-1， qFL-16-4， qFL-16-5） and three major QTL for fiber strength （qFS-16-1， qFS-16-4 and qFS-16-5） on chromosome 16， were used to screen individuals of BC6F2 and BC6F2：3. [Result] Four markers related to qFL-16-1， qFL-16-4， qFL-16-5， qFS-16-1， qFS-16-4 and qFS-16-5 indicated obvious and significant single marker selection effect and pairwise marker pyramiding effect for fiber length and fiber strength in the two populations of BC6F2 and BC6F2：3. Furthermore， the excellent individual which contain more than two QTL was screened. [Conclusion] The analyzed QTL related to fiber length and fiber strength on chromosome 16 had significant genetic effects in different generations of the CSSLs， and the fiber length and fiber strength of individuals were significantly increased by pyramiding two QTL. This study laid an important foundation for molecular marker to assist the pyramiding selection of fiber length and strength.

Keywords： quantitative trait locus; marker-assisted selections; cotton; fiber length; fiber strength; pyramiding effect

隨著棉紡織技術(shù)水平和裝備的不斷更新，紡織企業(yè)對紗線質(zhì)量水平的要求大幅提高，對原棉質(zhì)量的要求也越來越高[1]，不同紡紗裝備對纖維品質(zhì)指標(biāo)的要求有所不同，其中纖維長度和纖維強(qiáng)度對于紡紗質(zhì)量非常重要[2-3]。利用陸海漸滲系可將海島棉的優(yōu)異基因片段漸滲到產(chǎn)量高、適應(yīng)性好的陸地棉栽培種中，培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的優(yōu)良品種[4]。棉花的產(chǎn)量相關(guān)性狀以及纖維品質(zhì)性狀都是受多基因控制的復(fù)雜數(shù)量性狀，并且極易受環(huán)境因素的影響，采用常規(guī)育種方法對纖維品質(zhì)與產(chǎn)量進(jìn)行同步改良，具有周期長、盲目性大的弊端。隨著分子標(biāo)記技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)應(yīng)用于陸海漸滲系的遺傳改良，對于培育優(yōu)良的棉花新品種具有重要指導(dǎo)作用[5-7]。

近幾年，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)張?zhí)煺鎴F(tuán)隊(duì)首次培育了陸地棉TM-1背景的海島棉染色體片段漸滲系，并對纖維品質(zhì)相關(guān)數(shù)量性狀位點(diǎn)（quantitative trait loci， QTL）進(jìn)行了定位；通過全基因組簡單重復(fù)序列（simple sequence repeat， SSR）標(biāo)記篩選鑒定了39個(gè)與衣分、鈴重、籽指、纖維長度、強(qiáng)度、馬克隆值相關(guān)的QTL[8-9]。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所袁有祿團(tuán)隊(duì)利用陸地棉背景的海島棉染色體片段代換系群體及其分離群體，定位了大量棉花纖維品質(zhì)相關(guān)的QTL[10-14]，為棉花陸海漸滲系分子標(biāo)記輔助選擇育種奠定了重要基礎(chǔ)。

棉花纖維品質(zhì)QTL分子標(biāo)記輔助選擇及聚合方面的研究早已有報(bào)道。易成新等[15]利用1個(gè)與纖維強(qiáng)度主效QTL連鎖的顯性隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA（random amplified polymorphic DNA， RAPD）標(biāo)記UBC301和1個(gè)共顯性標(biāo)記SSR1521在復(fù)雜遺傳背景下對該QTL進(jìn)行輔助選擇，可顯著提高纖維強(qiáng)度。Guo等[16]以優(yōu)異纖維種質(zhì)系7235和推廣品種泗棉3號為親本構(gòu)建2個(gè)群體，并利用與來自7235的纖維強(qiáng)度主效QTL連鎖的2個(gè)分子標(biāo)記進(jìn)行輔助選擇，結(jié)果表明QTLfs-1在不同遺傳背景的育種群體中均有顯著的選擇效應(yīng)，QTLfs-2在高世代育種群體中表現(xiàn)較高的選擇效率；對QTLfs-1和QTLfs-2進(jìn)行聚合選擇，能顯著提高單株的纖維強(qiáng)度。石玉真等[17]以轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種sGK321和中棉所41為輪回親本，與優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)品種太121和優(yōu)異纖維品質(zhì)漸滲系7235雜交F1進(jìn)行雜交并回交，運(yùn)用與高強(qiáng)力纖維QTL緊密連鎖的2個(gè)SSR標(biāo)記進(jìn)行輔助選擇，結(jié)果表明此QTL在不同的遺傳背景和多世代中能夠穩(wěn)定遺傳而且選擇效應(yīng)穩(wěn)定，可明顯提高纖維強(qiáng)度。董章輝等[18]以2個(gè)品種（系）TG41和sGKl56以及3個(gè)纖維品質(zhì)優(yōu)異的種質(zhì)系7235、HS427-10和0-153為親本，配制了3個(gè)雙交F1群體，利用3個(gè)與纖維長度QTL關(guān)聯(lián)的SSR標(biāo)記進(jìn)行輔助選擇，目標(biāo)QTL在3個(gè)雜交群體中都表現(xiàn)出明顯的遺傳效應(yīng)：當(dāng)對2個(gè)或3個(gè)QTL選擇時(shí)，隨著聚合的QTL的增多，單株平均纖維長度增加，選擇效果提升。王天抗等[19]以優(yōu)質(zhì)材料0-153、新陸早24、冀棉516和魯棉研28為親本，通過單交、雙交獲得F1群體材料，然后利用4個(gè)連鎖標(biāo)記檢測3個(gè)纖維強(qiáng)度主效QTL，結(jié)果表明3個(gè)QTL在雙交F1世代2個(gè)遺傳背景下均具有顯著的遺傳效應(yīng)，4個(gè)標(biāo)記的輔助選擇效應(yīng)明顯，聚合2個(gè)QTL能顯著提高單株的纖維強(qiáng)度。但到目前為止，以漸滲系群體為材料研究QTL聚合效應(yīng)的報(bào)道甚少。

本課題組前期對利用陸地棉中棉所45（CCRI 45）和海島棉海1（Hai 1）構(gòu)建的陸海漸滲系進(jìn)行了多環(huán)境的評價(jià)[20-21]，從BC4F3∶5中篩選出1個(gè)穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)漸滲系MBI7561；以MBI7561為母本，以中棉所45為輪回親本，構(gòu)建次級分離群體BC5F2和BC5F2∶3，并定位了纖維品質(zhì)QTL[22]。在此基礎(chǔ)上，本研究選擇包含目標(biāo)QTL的單株繼續(xù)與輪回親本中棉所45雜交，然后自交，獲得BC6F2及BC6F2∶3群體材料，利用已獲得的與16號染色體上的3個(gè)纖維長度主效QTL和3個(gè)纖維強(qiáng)度主效QTL連鎖的4個(gè)SSR標(biāo)記[22]在BC6F2及BC6F2∶3群體中進(jìn)行輔助選擇效果檢測，初步明確分子標(biāo)記輔助選擇效應(yīng)及QTL之間的聚合效應(yīng)，并篩選含目標(biāo)QTL的單株，為分子標(biāo)記輔助聚合育種奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

中棉所45（CCRI 45）是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花所培育的轉(zhuǎn)雙價(jià)基因抗蟲棉品種，具有高產(chǎn)、抗病、抗倒伏等優(yōu)良特性，但其纖維品質(zhì)一般[23]。海1是纖維品質(zhì)優(yōu)良、抗黃萎病的海島棉品系。MBI7561是陸海漸滲系，纖維品質(zhì)突出，抗枯萎病，耐黃萎病[20-22]。

1.2 田間試驗(yàn)

陸海漸滲系MBI7561與中棉所45雜交、自交獲得BC5F2及BC5F2∶3，并定位纖維品質(zhì)QTL；選擇包含目標(biāo)QTL（包含目標(biāo)漸滲片段）的單株與中棉所45雜交、自交得到BC6F2種子，2016年在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所安陽試驗(yàn)基地（河南省安陽縣）種植，行長8 m，行距0.8 m，株距0.25 m，得到包含719個(gè)單株的BC6F2群體。2017年從BC6F2群體中隨機(jī)挑選138個(gè)單株的種子在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所新疆庫爾勒實(shí)驗(yàn)基地種成株行（BC6F2∶3），雙行區(qū)，行長3 m，地膜覆蓋寬窄行種植，窄行距0.1 m，寬行距0.66 m，株距0.1 m。同時(shí)種植海1、中棉所45、MBI7561作為對照。田間管理與當(dāng)?shù)卮筇镆恢隆?/p>

按單株分別收取BC6F2群體的籽棉，收取BC6F2∶3各株行正常吐絮的30個(gè)鈴，考查鈴重，軋花后測定衣分，纖維樣品送農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心利用HFT9000大容量纖維測試儀進(jìn)行品質(zhì)測定，為方便描述，本文分別用纖維長度、纖維強(qiáng)度代表檢測的纖維上半部平均長度和斷裂比強(qiáng)度。

1.3 DNA提取及SSR標(biāo)記檢測

在蕾期取BC6F2和BC6F2∶3群體單株的幼嫩葉片采用改良的十六烷基三甲基溴化銨（hexadecyl trimethyl ammonium bromide， CTAB）法進(jìn)行DNA提取[32]。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction， PCR）體系與程序與李邵琦[22]的相同。PCR產(chǎn)物用聚丙烯酰胺凝膠電泳和銀染快速檢測的方法進(jìn)行檢測，觀察并記錄多態(tài)性位點(diǎn)[24]。

1.4 目標(biāo)QTL及連鎖標(biāo)記

選用16號染色體上已定位的3個(gè)纖維長度相關(guān)的QTL（qFL-16-1、qFL-16-4、qFL-16-5）和3個(gè)纖維強(qiáng)度相關(guān)的QTL（qFS-16-1、qFS-16-4、qFS-16-5），以及與之連鎖的4個(gè)SSR標(biāo)記（CGR6894a、PGML02608、NAU5408、NAU3594）[22]，在BC6F2和BC6F2∶3群體中進(jìn)行輔助選擇效應(yīng)檢測。其中，CGR6894a、PGML02608和NAU3594為顯性標(biāo)記，NAU5408為共顯性標(biāo)記。6個(gè)QTL均來源于陸海漸滲系MBI7561。與qFL-16-1和qFS-16-1連鎖的標(biāo)記CGR6894a，在染色體上的位置為59.3 cM；與qFL-16-4和qFS-16-4連鎖的標(biāo)記為PGML02608，在染色體上的位置為66.5 cM；與qFL-16-5和qFS-16-5連鎖的標(biāo)記為NAU5408和NAU3594，在染色體上的位置分別為79.1 cM和79.9 cM。利用這4個(gè)標(biāo)記對BC6F2和BC6F2∶3群體單株DNA進(jìn)行分子檢測，記錄基因型。對于共顯性標(biāo)記，與海1帶型相同的為純合顯性基因型，記為“＋＋”；與CCRI45帶型相同的為純合隱性基因型，記為“－－”；同時(shí)含有海1和CCRI45帶型的為雜合基因型，記為“＋－”。對于顯性標(biāo)記，與海1帶型相同的為顯性基因型（包括純合顯性和雜合基因型，無法區(qū)分），記為“＋＋”；與CCRI45帶型相同的為純合隱性基因型，記為“－－”。

1.5 數(shù)據(jù)分析

在Microsoft Excel 2019中用雙樣本異方差假設(shè)的t測驗(yàn)對單標(biāo)記輔助選擇效應(yīng)及QTL聚合效應(yīng)進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單標(biāo)記輔助選擇效果分析

利用4個(gè)標(biāo)記在陸海漸滲系群體BC6F2和BC6F2∶3中進(jìn)行檢測，結(jié)果見表1。利用與qFL-16-1連鎖的標(biāo)記CGR6894a在BC6F2和BC6F2∶3中檢測到的“＋＋”單株的平均纖維長度分別為30.69 mm和29.78 mm，較“－－”單株分別提高0.69 mm和0.81 mm，在BC6F2中差異極顯著，在BC6F2∶3中差異顯著。利用與qFL-16-4連鎖的標(biāo)記PGML02608在BC6F2和BC6F2∶3中檢測到的“＋＋”單株的平均纖維長度分別為31.13 mm和30.08 mm，較“－－”單株分別提高1.05 mm和0.64 mm，差異均達(dá)到極顯著水平。利用與qFL-16-5連鎖的共顯性標(biāo)記NAU5408在BC6F2和BC6F2∶3中檢測到的“＋＋”單株的平均纖維長度分別為31.13 mm和30.10 mm，較“－－”單株分別提高1.13 mm和1.08 mm，差異均達(dá)到極顯著水平。利用與qFL-16-5連鎖的顯性標(biāo)記NAU3594在BC6F2和BC6F2∶3中檢測到的“＋＋”單株的平均纖維長度分別為30.66 mm和29.78 mm，較“－－”單株分別提高0.59 mm和0.78 mm，在BC6F2中差異極顯著，在BC6F2∶3中差異顯著。

利用與3個(gè)纖維強(qiáng)度QTL連鎖的4個(gè)標(biāo)記在陸海漸滲系群體BC6F2和BC6F2∶3兩個(gè)世代中進(jìn)行單標(biāo)記輔助選擇，結(jié)果見表2。與qFS-16-1連鎖的標(biāo)記CGR6894a在BC6F2和BC6F2∶3世代中篩選的“＋＋”單株的平均纖維強(qiáng)度分別為32.41 cN·tex－1和31.41 cN·tex－1，較“－－”單株分別增加0.96 cN·tex－1和0.95 cN·tex－1，在BC6F2中達(dá)到差異極顯著水平，在BC6F2∶3中達(dá)到差異顯著水平。與qFS-16-4連鎖的標(biāo)記PGML02608在BC6F2和BC6F2∶3中篩選的“＋＋”單株的平均纖維強(qiáng)度分別為32.87 cN·tex－1和31.55 cN·tex－1，較“－－”單株分別增加1.15 cN·tex－1和0.55 cN·tex－1，在BC6F2中達(dá)到差異極顯著水平。與qFS-16-5連鎖的標(biāo)記NAU5408在BC6F2和BC6F2∶3中篩選的“＋＋”單株的平均纖維強(qiáng)度分別為32.87 cN·tex－1和31.63 cN·tex－1， 較“－－”單株分別增加1.41 cN·tex－1和1.03 cN·tex－1，差異在BC6F2世代中達(dá)到極顯著水平。與qFS-16-5連鎖的標(biāo)記NAU3594在BC6F2和BC6F2∶3中篩選的“＋＋”單株的平均纖維強(qiáng)度分別為32.37 cN·tex－1和31.26 cN·tex－1，較“－－”單株分別增加0.84 cN·tex－1和0.51 cN·tex－1，差異在BC6F2世代中達(dá)到極顯著水平。

在BC6F2群體，利用4個(gè)標(biāo)記篩選的“＋＋”單株的平均纖維長度和平均纖維強(qiáng)度與“－－”單株的差異均達(dá)到極顯著水平，在BC6F2∶3群體中，篩選的“＋＋”單株的平均纖維長度較“－－”單株的差異顯著或極顯著，輔助選擇效果明顯。其中，與qFL-16-5和qFS-16-5連鎖的標(biāo)記NAU5408在BC6F2和BC6F2∶3中篩選的“＋＋”單株的平均纖維強(qiáng)度和平均纖維長度均最大，與“－－”單株的差值也最大，對纖維長度和纖維強(qiáng)度的選擇效果最明顯。說明qFL-16-1、qFL-16-4、qFL-16-5、qFS-16-1、qFS-16-4和qFS-16-5在陸海漸滲系群體BC6F2和BC6F2∶3世代中遺傳效應(yīng)穩(wěn)定，通過分子標(biāo)記輔助選擇，可以明顯提高后代單株的纖維長度和纖維強(qiáng)度。

2.2 不同位點(diǎn)QTL聚合效果檢測

與3個(gè)纖維長度QTL連鎖的共顯性（顯性）標(biāo)記在陸海漸滲系群體BC6F2和BC6F2∶3中的聚合效應(yīng)分析結(jié)果（表3）表明，在BC6F2和BC6F2∶3中同時(shí)聚合了qFL-16-1和qFL-16-5的單株平均纖維長度分別為30.12 mm和30.04 mm，較攜帶純合隱性QTL的單株分別提高1.13 mm和1.18 mm，差異分別達(dá)到極顯著和顯著水平。在BC6F2和BC6F2∶3群體中同時(shí)攜帶qFL-16-1和qFL-16-4的單株平均纖維長度分別為31.13 mm和30.02 mm，分別較攜帶純合隱性QTL的單株增加1.14 mm和1.05 mm，差異分別達(dá)到極顯著和顯著水平。在BC6F2和BC6F2∶3中同時(shí)聚合qFL-16-4和qFL-16-5的單株平均纖維長度分別為31.13 mm和30.10 mm，較攜帶純合隱性QTL等位基因的單株分別提高1.13 mm和1.08 mm，差異均達(dá)顯著水平。在BC6F2中僅含有qFL-16-4或qFL-16-5的單株的平均纖維長度與純合隱性單株的平均纖維長度的差值分別為0.10 mm和0.28 mm，而同時(shí)聚合這2個(gè)QTL的單株的平均纖維長度與純合隱性單株的差值達(dá)到1.13 mm，表明qFL-16-4和qFL-16-5具有明顯的互作效應(yīng)，同時(shí)聚合這2個(gè)QTL純合顯性等位基因可顯著提高單株的纖維長度。

與3個(gè)纖維強(qiáng)度QTL連鎖的共顯性（顯性）標(biāo)記在陸海漸滲系2個(gè)世代中的聚合效應(yīng)分析結(jié)果（表4）表明，在BC6F2和BC6F2∶3中同時(shí)聚合qFS-16-1和qFS-16-5的單株平均纖維強(qiáng)度分別為32.84 cN·tex－1和31.58 cN·tex－1，無這2個(gè)QTL的單株平均纖維強(qiáng)度分別為31.43 cN·tex－1和30.42 cN·tex－1，兩者的差值分別為1.41 cN·tex－1和1.16 cN·tex－1，在BC6F2中差異極顯著。在BC6F2和BC6F2∶3中同時(shí)聚合qFS-16-4和qFS-16-5的單株平均纖維強(qiáng)度分別為32.87 cN·tex－1和31.63 cN·tex－1，與無這2個(gè)QTL單株的平均纖維強(qiáng)度的差值分別為1.41 cN·tex－1和1.03 cN·tex－1，在BC6F2中差異極顯著。在BC6F2和BC6F2∶3中同時(shí)聚合qFS-16-1和qFS-16-4的單株的平均纖維強(qiáng)度分別為32.83 cN·tex－1和31.50 cN·tex－1，與無這2個(gè)QTL的單株平均纖維強(qiáng)度的差值分別為1.41 cN·tex－1和1.09 cN·tex－1，在BC6F2中差異極顯著。整體來看，聚合2個(gè)QTL的單株的平均纖維強(qiáng)度基本一致，在BC6F2中分別為32.83～32.87 cN·tex－1，在BC6F2∶3中分別為31.50～31.63 cN·tex－1，在BC6F2中同時(shí)聚合到2個(gè)QTL的單株與不包含目標(biāo)QTL單株的平均纖維強(qiáng)度的差值均為1.41 cN·tex－1，差異極顯著，表明這3個(gè)纖維強(qiáng)度QTL的任意聚合均可顯著提高單株的纖維強(qiáng)度。

在BC6F2和BC6F2∶3中同時(shí)聚合到qFL-16-1、qFL-16-4和qFL-16-5的單株平均纖維長度分別為31.13和30.00 mm，較攜帶純合隱性QTL的單株平均纖維長度分別提高了1.14mm和1.10 mm，差異均達(dá)到極顯著水平（表5）。

在BC6F2和BC6F2∶3中同時(shí)聚合到qFS-16-1、qFS-16-4和qFS-16-5的單株平均纖維強(qiáng)度分別為32.80 cN·tex－1和31.60 cN·tex－1，較攜帶純合隱性QTL的單株平均纖維長度分別提高了1.40 cN·tex－1和1.20 cN·tex－1，差異在BC6F2世代達(dá)到極顯著水平（表6）。

總之，在2個(gè)世代中同時(shí)聚合到2個(gè)或者3個(gè)QTL的單株的平均纖維長度和纖維強(qiáng)度均有明顯提高，在BC6F2中均達(dá)到極顯著或顯著水平，但BC6F2∶3中聚合3個(gè)纖維強(qiáng)度QTL的單株與基因型為“－－/－－/－－”的單株的纖維強(qiáng)度差異不顯著，進(jìn)一步表明了開展分子標(biāo)記輔助選擇的必要性。

2.3 篩選優(yōu)良材料

綜合單株的基因型及纖維品質(zhì)表型，對BC6F2和BC6F2∶3群體中的單株進(jìn)行篩選，共獲得24個(gè)聚合了4～6個(gè)目標(biāo)QTL的纖維品質(zhì)優(yōu)異材料，這些材料的纖維長度均在30 mm以上，纖維強(qiáng)度均在32 cN·tex－1以上（表7）。這些優(yōu)異的陸海漸滲系材料，為分子標(biāo)記輔助選擇育種及QTL聚合育種提供了重要的材料基礎(chǔ)。

3 討論

3.1 QTL分子標(biāo)記輔助選擇效果及其穩(wěn)定性

大量棉花纖維品質(zhì)相關(guān)QTL的定位為分子標(biāo)記輔助選擇提供了條件，其中QTL連鎖標(biāo)記選擇效應(yīng)的穩(wěn)定性是分子標(biāo)記輔助選擇的重要基礎(chǔ)。棉花纖維品質(zhì)相關(guān)QTL分子標(biāo)記輔助選擇效果及其穩(wěn)定性研究早已有報(bào)道，沈新蓮等[25]從優(yōu)質(zhì)纖維種質(zhì)7235中篩選出1個(gè)高強(qiáng)纖維主效QTL，利用3個(gè)SSR標(biāo)記對該QTL進(jìn)行標(biāo)記輔助選擇，結(jié)果表明該QTL在不同的分離世代、不同的遺傳背景中能夠穩(wěn)定遺傳。石玉真等[17]選用與來自7235的高強(qiáng)纖維QTL緊密連鎖的2個(gè)SSR標(biāo)記BNL1521與BNL2961，對不同世代群體進(jìn)行檢測，結(jié)果表明該QTL在不同的遺傳背景下能夠穩(wěn)定遺傳而且效應(yīng)穩(wěn)定。王天抗等[19]利用與3個(gè)纖維強(qiáng)度主效QTL連鎖的4個(gè)SSR標(biāo)記進(jìn)行輔助選擇，3個(gè)QTL在2個(gè)雙交F1群體中顯性（純合）背景下都能檢測到顯著的遺傳效應(yīng)，表明這些主效QTL在不同遺傳背景中效應(yīng)穩(wěn)定。

本研究選用的16號染色體上與纖維長度相關(guān)的3個(gè)主效QTL和纖維強(qiáng)度相關(guān)的3個(gè)主效QTL均能在陸海漸滲系群體BC6F2及BC6F2∶3中檢測到顯著的遺傳效應(yīng)，與BC5F2及BC5F2∶3群體的定位結(jié)果一致[22]。其中qFL-16-1與Jamshed等[26]定位的qFL-C16-1位置相同，均來自海1，推測是同1個(gè)QTL；PGML02608標(biāo)記附近檢測到的qFL-16-4與馬留軍[21]在中棉所45×海1群體中檢測到的qFL-16-6可能是同1個(gè)QTL 。這些QTL在不同的遺傳背景及世代中都能檢測到，進(jìn)一步明確了這些QTL遺傳效應(yīng)的穩(wěn)定性，可以用于標(biāo)記輔助育種。

3.2 不同QTL之間的聚合效應(yīng)

本研究的qFL-16-4和qFL-16-5聚合效應(yīng)檢測中，在BC6F2群體中只含有其中1個(gè)目標(biāo)QTL的單株與無目標(biāo)QTL的單株相比，纖維長度增加0.10～0.28 mm；而同時(shí)聚合這2個(gè)QTL純合顯性等位基因的單株平均纖維長度較無目標(biāo)QTL的單株增加了1.13 mm，說明 qFL-16-4和qFL-16-5之間存在明顯的互作效應(yīng)。許多研究表明QTL之間存在互作效應(yīng)，QTL之間的互作效應(yīng)還受到環(huán)境條件和遺傳背景的影響[27-28]，QTL之間、QTL與環(huán)境之間的互作效應(yīng)使分子標(biāo)記應(yīng)用于輔助選擇效應(yīng)的研究變得更為復(fù)雜。除此之外，影響分子標(biāo)記聚合選擇效應(yīng)的因素還有：（1）分子標(biāo)記與QTL之間的連鎖程度。標(biāo)記與QTL連鎖越緊密，在減數(shù)分裂形成配子時(shí)二者分離的機(jī)率越小，選擇的可靠性就越大[29]。（2）未檢測到的QTL的影響。群體材料中會存在一些尚未檢測到的QTL，有些QTL甚至能解釋較大的表型變異，這些QTL會對被檢測QTL的標(biāo)記輔助選擇效應(yīng)造成影響。（3）分組群體大小。群體的大小是制約分子標(biāo)記輔助選擇效應(yīng)的重要因素。尤其在低世代遺傳率較低或在高世代經(jīng)過多代自交發(fā)生偏分離的情況下尤為明顯[30-31]。（4）控制目標(biāo)性狀的QTL數(shù)目。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)目標(biāo)性狀由1～3個(gè)基因控制時(shí)，分子標(biāo)記輔助選擇效率非常高；然而棉花纖維品質(zhì)性狀由多個(gè)微效基因控制，而且需要較多的選擇世代，這就會提高標(biāo)記與連鎖QTL的重組幾率，降低標(biāo)記的選擇效應(yīng)[32]。

4 結(jié)論

利用4個(gè)SSR標(biāo)記，在陸海漸滲系群體BC6F2及BC6F2∶3中檢測3個(gè)纖維長度QTL（qFL-16-1、qFL-16-4和qFL-16-5）和3個(gè)纖維強(qiáng)度QTL（qFS-16-1、qFS-16-4和qFS-16-5），這些QTL均具有顯著的遺傳效應(yīng)，能顯著提高后代棉株的纖維長度或強(qiáng)度；聚合2～3個(gè)QTL的效果更明顯。該研究為纖維長度及強(qiáng)度的分子標(biāo)記輔助聚合育種奠定了重要基礎(chǔ)。

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（責(zé)任編輯：王國鑫" " 責(zé)任校對：王小璐）