棉花的遺傳專題知識(shí)講座棉花的遺傳專題知識(shí)講座第1頁(yè)棉花遺傳:指決定棉花性狀遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)及其在世代間傳遞規(guī)律。其主要包含：(1)決定質(zhì)量性狀主基因及其修飾基因，以及決定數(shù)量性狀微效多基因；(2)質(zhì)量性狀基因?qū)π躁P(guān)系，連鎖和交換，以及數(shù)量性狀基因作用方式，性狀遺傳率，配協(xié)力及相關(guān)系數(shù)等。3.0概述棉花的遺傳專題知識(shí)講座第2頁(yè)3.1質(zhì)量性狀遺傳研究方法1、遺傳標(biāo)準(zhǔn)系

為了使棉花遺傳試驗(yàn)取得正確可靠結(jié)果，防止因?yàn)椴灰粯与s交親本遺傳基礎(chǔ)不一而使試驗(yàn)結(jié)果不一致，美國(guó)得克薩斯州農(nóng)工大學(xué)棉花遺傳研究室選育陸地棉遺傳標(biāo)準(zhǔn)系。2、遺傳試驗(yàn)

發(fā)覺棉花變異株：環(huán)境條件影響所引發(fā)非遺傳變異，因?yàn)榛蛲蛔兓蚱渌蚨a(chǎn)生遺傳變異。明確突變性狀遺傳方式

3、對(duì)性測(cè)驗(yàn)

目標(biāo)：檢驗(yàn)新發(fā)覺突變基因是新出現(xiàn)突變基因，還是已經(jīng)有突變基因位點(diǎn)上新出現(xiàn)復(fù)等位基因或等位基因。

等位基因？非等位基因？復(fù)等位基因？---------怎樣結(jié)合F1和F2來(lái)判斷???棉花的遺傳專題知識(shí)講座第3頁(yè)4、基因命名

若是新基因，按照國(guó)際遺傳命名體系進(jìn)行命名。5、基因定位當(dāng)判定出一個(gè)新基因后，能夠采取常規(guī)連鎖測(cè)驗(yàn)法，單、端體測(cè)驗(yàn)法以及易位系測(cè)驗(yàn)法把新判定基因定位到某一連鎖群或染色體，并算出它們?cè)谶B鎖群中遺傳距離。6、等基因系分析

為了明確某突變基因所能產(chǎn)生表型效應(yīng)，包含對(duì)數(shù)量性狀影響，能夠采取培育一系列遺傳背景相同而在個(gè)別位點(diǎn)上標(biāo)識(shí)基因各不相同家系，即等基因系。因?yàn)楦鱾€(gè)等基因系含有共同遺傳背景，彼此間僅有個(gè)別差異，因而測(cè)定各個(gè)等基因系本身若干農(nóng)藝性狀，并和標(biāo)準(zhǔn)系進(jìn)行對(duì)比，便不難測(cè)知某一標(biāo)識(shí)基因?qū)Ω鬓r(nóng)藝性狀真實(shí)影響。

棉花的遺傳專題知識(shí)講座第4頁(yè)3.2主要性狀遺傳3.2.1

形態(tài)性狀

影響棉葉發(fā)育基因主要位于第Ⅱ連鎖群(15染色體)上。皺縮葉基因cr，帶狀葉基因s,葉脈融合基因vf,雞腳葉基因L10、L20條裂葉基因L1L(Ⅶ)杯狀葉基因cu，葉斑基因Lf，顯隱性圓葉基因Rl2、rl1不平葉(Rg)等3.2.1.1

葉形遺傳

棉花的遺傳專題知識(shí)講座第5頁(yè)3.2.1.2葉色遺傳

芽黃(virescent)：棉花幼苗期最初幾片真葉葉綠素含量較少，展現(xiàn)黃綠色，而后逐步恢復(fù)正常綠色性狀棉花芽黃性狀在苗期表現(xiàn)，而且十分顯著，輕易判定，是性狀遺傳研究理想材料，也是很好指示性狀可應(yīng)用于棉花雜交種種子生產(chǎn)?；謴?fù)正常綠色時(shí)間有遲有早，也有個(gè)別芽黃類型一直到成熟期，葉片仍能保持黃綠顏色，決定芽黃性狀都是隱性基因。到當(dāng)前共判定出22個(gè)芽黃基因，其中：黃綠苗基因yglyg2，av1av2，v5v6，v16v17為重合基因，其它為單隱性基因。v7,v21發(fā)覺于海島棉外，其它則都發(fā)覺于陸地棉。v1，yglyg2等芽黃性狀表現(xiàn)較持久，有比較短暫，如v3,v9。棉花的遺傳專題知識(shí)講座第6頁(yè)3.2.1.3矮生性遺傳McMichael(1942)首先發(fā)覺了矮生紅株突變型，它受單一基因Rd所控制。矮生性和紅色是一因多效遺傳。李氏無(wú)纖維矮生性，也受一對(duì)顯性基因Li1所控制。這類突變型顯性純合致死。突變植株莖稈、葉片彎曲，纖維極短，植株畸形和矮生性也是一因多效遺傳。York矮生型，也是受一顯性基因控制。浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)許馥華判定出一個(gè)極端矮生性突變體。顯性純合致死，表現(xiàn)了不完全顯性遺傳。何鑒星等從陸地棉科遺2號(hào)X亞洲棉完紫種間雜交衍生后代群體中分離出一株矮小葉突變體。在北京氣候條件下，該突變體成熟時(shí)，株高只有45cm，矮化與早熟性同時(shí)表現(xiàn)，遺傳分析揭示矮化早熟特征由兩對(duì)重合隱性基因d1d2控制，該突變體在棉花早熟育種中有主要價(jià)值。

棉花的遺傳專題知識(shí)講座第7頁(yè)3.2.1.4植株茸毛性狀遺傳

棉株茸毛改變很大，從莖稈、葉片密生茸毛，每厘米橫切面多于20根茸毛到完全無(wú)毛。育種學(xué)家對(duì)此非常感興趣：◆首先出于抗蟲育種目標(biāo)，◆另首先也希望取得無(wú)毛品系，以取得高清潔度纖維。棉花的遺傳專題知識(shí)講座第8頁(yè)3.2.2花器性狀

棉花花器包含苞葉、花瓣、雌蕊、雄蕊等性狀。

3.2.2.1苞葉性狀

苞葉是花器外圍主要個(gè)別，能為蕾鈴發(fā)育提供個(gè)別光合產(chǎn)物，但因?yàn)榘~包被及其蜜腺存在，輕易招致病菌和害蟲侵害，形成僵瓣?duì)€鈴，造成減產(chǎn)和纖維品質(zhì)下降。已判定有基因有:窄卷苞葉基因fg——苞葉狹窄、卷曲且散開干枯苞葉基因bw1，bw2，苞葉自動(dòng)脫落基因張開苞葉基因(Fb1Fb2,陳旭升和朱紹琳等(1991))棉花的遺傳專題知識(shí)講座第9頁(yè)3.2.2.2花瓣性狀

乳白色：陸地棉品種，黃色花瓣：海島棉以及一些二倍體棉種，而且花瓣基部有紅色斑點(diǎn)。黃色花瓣受Y1和Y2兩對(duì)顯性基因所控制。花瓣紅心：受一對(duì)顯性基因R2所控制棉花的遺傳專題知識(shí)講座第10頁(yè)3.2.2.3柱頭性狀

長(zhǎng)形柱頭，白色--------常見類型棒狀柱頭(st1，st4)；小柱頭(st2)；倒生柱頭(st3)；發(fā)育不全柱頭(rs)。在陸地棉一個(gè)光周期敏感品種發(fā)覺有一個(gè)品紅花絲突變型，它受兩對(duì)不完全顯性基因Pf1和Pf2制約，花瓣無(wú)斑點(diǎn)對(duì)Pf1Pf2有顯性上位作用。

棉花的遺傳專題知識(shí)講座第11頁(yè)3.2.2.4花粉性狀

乳白色：陸地棉黃色：海島棉花粉顏色由P1、P2

這2個(gè)基因控制。乳白色：基因型為p1p1P2P2，p1p1p2p2植株花粉，枯黃色：基因型為P1P1p2p2

，黃色：基因型為P1P1P2P2

棉花的遺傳專題知識(shí)講座第12頁(yè)3.2.3種子性狀

棉纖維是主要紡織原料——棉花生產(chǎn)主要產(chǎn)品。成熟棉花種子表皮都有纖維和短絨兩個(gè)別。其主要發(fā)生機(jī)理棉纖維是開花后24h內(nèi)胚珠上表皮細(xì)胞伸長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生。開花后5-10天胚珠上第2組表皮細(xì)胞伸長(zhǎng)發(fā)育就產(chǎn)生不到5mm長(zhǎng)短絨，它們緊貼著種皮，軋花時(shí)普通不能把短絨軋下來(lái)。纖維和短絨由各自不一樣基因所控制。棉花的遺傳專題知識(shí)講座第13頁(yè)3.2.3.1棉纖維發(fā)生

無(wú)短絨無(wú)纖維突變體(L20)：Abzalov等(1972)研究發(fā)覺棉花纖維發(fā)生是由一個(gè)不完全顯性基因所控制。無(wú)纖維無(wú)短絨突變體(陸地棉MCU.5)：Peter等(1984)，遺傳研究表明無(wú)纖維無(wú)短絨兩個(gè)性狀連系一起遺傳，受2-4對(duì)隱性基因控制。無(wú)纖維、無(wú)短絨突變體(徐州142)：江蘇省徐州地域農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，遺傳試驗(yàn)表明含有兩對(duì)互作基因遺傳特點(diǎn)，短絨、纖維產(chǎn)生各由一對(duì)隱性基因控制，它們表現(xiàn)互作，有短絨顯性基因?qū)o(wú)纖維基因表現(xiàn)有顯性上位作用?！盁o(wú)纖維”棉突變體：Griffee和Ligon(1929)研究表明，該突變性狀受一對(duì)顯性基因Li控制，而且Li基因表現(xiàn)有一因多效作用。以后研究證實(shí)，這一突變體有纖維，不過(guò)其纖維長(zhǎng)度僅為6mm左右，所以，它應(yīng)屬于一個(gè)極短纖維類型(Kohel，1972)。Li基因與v3芽黃基因連鎖。棉花的遺傳專題知識(shí)講座第14頁(yè)3.2.3.2棉纖維不一樣顏色發(fā)生遺傳控制

白色：陸地棉乳白色：海島棉有色纖維都對(duì)(乳)白色纖維顯性。有色纖維受控于Lcl、Lc2、Lc3、Lc4、Lc5、Lc6、Dw、Lg這8個(gè)顯性基因。褐色：Harland(1935)海島棉—KB（不完全顯性基因）陸地棉—KH灰白色：Rhyne(1960)，雷奇蒙氏棉顯性基因Dw，將其轉(zhuǎn)育到陸地棉中(深褐色纖維)綠色：不完全顯性基因Lg棉花的遺傳專題知識(shí)講座第15頁(yè)3.2.3.3光籽棉遺傳

按棉花短絨多少，短絨能夠分成光籽、端毛籽、毛籽三種類型。依據(jù)Balls(1912)，Mciendon(1912)，Kearney(1923)，Carver(1929)研究，棉花中最少存在著以下4種短絨遺傳類型：

Fn—fn

光籽—毛籽陸地棉

Ft—ft

端毛籽—光籽海島棉

Fm—fm

稀毛籽—毛籽海島棉

F2—f2

端毛籽—毛籽陸地棉棉花的遺傳專題知識(shí)講座第16頁(yè)前蘇聯(lián)學(xué)者木薩耶夫于(1972～1986)年經(jīng)過(guò)毛籽、端毛籽、光籽三種類型雜交試驗(yàn)，對(duì)光籽系統(tǒng)地進(jìn)行遺傳研究，提出了制約光籽遺傳獨(dú)特假說(shuō)。他認(rèn)為種子短絨是受四個(gè)互作基因控制。一個(gè)顯性抑制因子，對(duì)決定種子短絨形成基因起抑制作用。珠孔端短絨形成是由2個(gè)基因Ft1、Ft2決定。對(duì)它們起互補(bǔ)作用Fc基因決定種子全部表面短絨形成。顯性光籽類型IIFt1Ft1Ft2Ft2FcFcIIFt1ft1ft2ft2fcfc

隱性光籽類型iift1ft1ft2ft2fcfc

珠孔端短絨少類型iiFtlFt1Ft2Ft2FcFc，珠孔端短絨多類型IIFtlFt1Ft2Ft2fcfc

整個(gè)種子有短絨類型iiFtlFt1Ft2Ft2FcFc棉花的遺傳專題知識(shí)講座第17頁(yè)3.3數(shù)量性狀遺傳

棉花產(chǎn)量、纖維品質(zhì)和早熟性等主要育種目標(biāo)性狀均為受多基因控制數(shù)量性狀。這類性狀單個(gè)基因效應(yīng)當(dāng)前尚難以測(cè)定，而且易受環(huán)境條件影響，干擾了育種家對(duì)優(yōu)良基因型遺傳變異與環(huán)境變異正確判別。育種家可借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)和數(shù)量遺傳學(xué)原理和方法，把控制這些性狀微效基因作為整體考慮，經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)量性狀遺傳參數(shù)估算以及性狀間相關(guān)性分析，了解這類性狀遺傳特點(diǎn)。這將有利于育種方案制訂和提升對(duì)這類性狀選擇效率。數(shù)量性狀變異，既受基因作用支配，也受環(huán)境條件影響。為了從變異角度把性狀變異中遺傳作用和環(huán)境作用相對(duì)主要性給予定量化，所以估算各性狀遺