發(fā)布時間：2018-04-08 08:13

  本文選題：黃萎病　切入點：陸地棉　出處：《中國農業(yè)科學院》2016年博士論文

【摘要】：棉花產量可受到多個生物和非生物脅迫的影響,其中土傳真菌大麗輪枝菌引起的黃萎病則是最具有破壞性的病癥之一,全世界所有的棉花種植區(qū)都有黃萎病的發(fā)生。植株發(fā)生萎蔫癥狀通常是水循環(huán)受限再加上各種酶、激素和其他的生化物等之間復雜的相互作用的結果。植物的抗病性與一系列防御反應的激活相關,可在特定階段減緩或阻止寄主-病原菌之間的相互作用。綜合研究和理解棉花植株在黃萎病脅迫下存活的不同生化機制對育種研究是非常有用的。培育和種植具有抗黃萎病性的品種是目前防控這種疾病最實用、最經濟有效的方法。前人許多努力都致力于改進陸地棉的抗黃萎病特性,然而由于缺乏具有高抗黃萎病的陸地棉品種使得進展很小。在四大棉花栽培物種中,海島棉具有最高的黃萎病抗性,然而黃萎病抗性由海島棉轉到陸地棉的工作卻始終不成功,這主要是因為種間群體在F2及后續(xù)世代中出現衰退現象。本研究的第一部分,首先是利用由陸地棉品種s GK9708和0-153構建的種內重組自交系群體,即RIL群體進行黃萎病抗性相關的QTL定位。定位QTL的圖譜為包含77個SSR和2316個SNP覆蓋了棉花四倍體基因組總長為2865.73c M的高密度遺傳連鎖圖譜。黃萎病的抗性用兩個參數(疾病指數和病發(fā)率)來表明,分別于下列三個生長發(fā)育階段進行抗病性調查采集:苗期(溫室環(huán)境)、結齡期(四年大田重復試驗)和開花期(2015試驗)。共檢測到與上述兩個參數相關的QTL144個,分布在26條染色體上,其中At亞基因組檢測到了71個QTL,而Dt亞基因組則檢測到了73個QTL。共檢測到了65個病情指數QTL,分布在24條染色體上(11號和13號染色體除外),可解釋2.5-12.2%的表型變異。檢測到了79個病發(fā)率的QTL,分布在24條染色體上(5號和19號染色體除外),可解釋1.5-21.30%的表型變異。本研究共檢測到8個穩(wěn)定的黃萎病病指相關的QTL且其中6個含有陸地棉s GK9708等位基因。檢測到了42個穩(wěn)定的與病發(fā)率相關的QTL。23個QTL簇聚集了58個QTL,分布在18條染色體上(C1-C10,C14-C15,C17,C20-C22,C24-C25。大多數穩(wěn)定的QTL聚集成簇。在At亞基因組上檢測到12個簇,聚集了31個QTL;而在Dt亞基因組上則檢測到11個簇,聚集了27個QTL。C1含有最多的QTL簇(3個)。檢測到的兩個參數中具有共同的物理位置的QTL分別分布在C3,C15;C17,C21,C22和C24上。這些QTL有可能標記到誘發(fā)抗病反應的基因�？偠�言之,在我們的研究中所采用的高密度遺傳連鎖圖譜,與之前所有的研究中的圖譜要具有更高的基因組覆蓋率,使得我們定位的QTL具有更高的精度,也進一步證明了陸地棉抗黃萎病抗性的多基因遺傳特性。為了進一步理解抗氧化酶和生化物質對黃萎病引起的氧化脅迫抗性的分子基礎,我們對該RIL群體的葉片中與植物防御機制相關的酶的活性和某些生化物質的含量進行了研究。檢測的時間和部位分別為:溫室接菌后30天的葉片和大田中(兩年實驗)抗病性調查后的成株葉片。溫室實驗結果表明,棉花黃萎病抗性與超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物歧化酶(POD)活性呈顯著正相關,而與過氧化氫酶活性(CAT)、可溶性總糖含量(TSS)和蛋白質含量(Pr C)呈負相關。本研究并沒有檢測到抗病性和苯丙氨酸氨裂解酶(PAL)及脯氨酸含量的相關性。大多數的測試參數都呈現低至中度顯著相關性。大田中SOD活性、TSS和Pro含量與抗病相關性的測試沒有獲得一致性的結果,然而卻發(fā)現了兩年數據中的一些生化指標之間的中等強度相關性。本研究共檢測到了所有相關性狀的QTL79個。對于只在溫室中測量的指標,我們發(fā)現了11個與PAL活性相關的QTL,可解釋4-10%表型變異;8個蛋白含量相關的QTL,可解釋4.2-8.8%的表型變異;7個CAT活性相關的QTLs,可解釋4-9.3%的表型變異。只檢測到了一個POD活性的QTL,可解釋4.2%的表型變異。而對于在三個實驗(兩年大田實驗)和一個溫室實驗中測量的指標來說,共發(fā)現了14個調控SOD活性的QTL,可解釋3.3-11.4%的表型變異,24個脯氨酸含量的QTL,可解釋3.6-9.5%的表型變異,14個調控TSS活性的QTL,貢獻了4.1-8%的表型變異。此外,共10個QTL簇(每個包含2個QTL)被定位到了C1,C2,C4,C7,C9,C15,C19和C24上。大多數生化因子的QTL與抗病性因子的穩(wěn)定的QTL成簇聚集。而且,一些抗病性QTL與一些生化因子的QTL被定位在相同的物理區(qū)間內,表明這些位點同時參與了抗病性與該系列化指標的調控。這些相關性分析和QTL定位的信息對培育抗黃萎病棉花品種具有重要意義。
[Abstract]:Cotton yield can be affected by a number of biotic and non - biotic stresses , which is one of the most destructive diseases caused by soil - borne fungi , which is the most practical and cost - effective way to control the disease . There was a negative correlation between soluble total sugar content ( TSS ) and protein content ( Pr C ) . There was no correlation between resistance and phenylalanine ammonia lyase ( PAL ) and proline content .

【學位授予單位】：中國農業(yè)科學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S435.62

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 楊昶;郭旺珍;張?zhí)煺?;陸地棉抗黃萎病、纖維品質和產量等農藝性狀的QTL定位[J];分子植物育種;2007年06期

2 王芙蓉;劉任重;王留明;張傳云;劉國棟;劉勤紅;馬小波;張軍;;陸地棉品種抗黃萎病性狀的分子標記及其輔助選擇效果[J];棉花學報;2007年06期

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本文編號：1720784