染色体片段代换系.docx

（一），研究的基础理论1.QTL定位群体目前用于QTL研究的作图群体主要分为初级作图群体和次级作图群体。初级作图群体包括F2、F3、BC1、DH( Doubled haploids )、RILs（Recombination inbred lines）等，群体后代的分离程度比较高；次级作图群体主要包括CSSL（Chromosome segment substitution lines）、ILs（Introgression lines）、NILs（nearly isogonics lines）等。初级群体是指两个遗传差异很大的亲本相杂交而建立的分离群体。在后代群体中全基因组都会发生大规模的分离，遗传背景复杂，所以初级群体内含有丰富的遗传信息，可以有效地估计加性和显性效应，是早期进行QTL定位常用的群体。但是定位的QTL一般精度不高，结果有偏差(毛传澡和程式华,1999；徐建龙等，2002)，必须具有足够大的群体，且性状有较高的遗传力时，才能保证结果准确(Darvasi,etal.,1993)。次级作图群体是在初级群体的基础上发展而来的分离群体。其特点是只在特定的染色体区段上发生分离，群体内个体间的差异只存在于特定的区段上，可有效减少遗传背景的干扰，使QTL定位结果和遗传效应分析更加准确。2.染色体片段代换系染色体片段代换系(Chromosome Segment Substitution Lines, CSSL)群体是在F1代与轮回亲本进行多代的回交，然后通过对供体亲本的染色体片段进行分子标记选择得到的高代回交群体。该群体后代自交不会发生性状分离，可以稳定遗传。群体内整个染色体组只存在少数几个甚至一个代换片段差异，该群体与其受体亲本间在遗传背景上只有代换片段上的差异，是永久性分离群体，遗传背景简单，可以用来进行多点、多年、多重复的实验，QTL定位时可以消除其它背景的干扰，将QTL定位到很小的片段上，QTL定位的精确度高。所以CSSL群体近年来被广泛用于QTL的精细定位及图位克隆。它具有如下特点：（1）单一性。每个片段代换系的基因组内只含有来自供体亲本的染色体片段，且两端由分子标记界定，基因组的其余部分与轮回亲本相同。（2）稳定性。可以提供大量的种子用于多点、多年、多重复的实验，可以研究QTL与环境、QTL之间等的互作关系。（3）单片段代换系可以通过再次回交，重组再分隔成代换片段长度更短的染色体单片段代换系，这样就可以对QTL进行精细定位。片段代换系减少了遗传背景的影响，大大提高了QTL定位的准确性，同时降低效应较大的QTL对效应较小的QTL的遮盖作用，减少QTL之间的互作，从而使微效QTL被检测出来。本研究利用生产上大面积推广种植的陆地棉(中棉所45)和具有优良纤维品质性状和高抗黄萎病性状的海岛棉品系(海1)组配种间杂交，陆地棉栽培品种作为轮回亲本进行高代回交，获得了具有陆地棉背景并导入海岛棉片断的染色体片段代换系。本研究通过对该染色体片段代换系产量和品质方面的评价，在进行相关性状QTL定位的同时，筛选优质新材料。（二） 国内外研究进展目前，染色体片段代换系的应用很广泛。在水稻、番茄、玉米等作物的染色体片段代换系的构建及相关重要性状QTL定位的研究已经做了很多工作，例如：Eshed和Zamir（1995）用在栽培番茄Lycopersiconesculentum的遗传背景上构建的50个野生绿果番茄Lycopersiconpennellii的单片段导入系为材料，检测出18个番茄果实体积QTL和23个番茄的可溶性固含物QTL；邵迪等（2009）利用日本晴/明恢63的抽穗期分离家系BC3F2染色体片段代换系的327个单株，采用单因子方差分析检测到标记RM416和抽穗期主效QTLqHd-3连锁，并将qHd-3定位到IDL01—RM5995区间内，可以解释表型变异的62.9%；郭晋杰等（2009）通过回交育种程序结合SSR标记构建以玉米自交系农系531为受体亲本、10个具有不同农艺性状的自交系为供体的染色体片段导入系群体，共检测出14个相关性状的QTL。在棉花上，QTL定位方面的研究起步相对比较晚，而且棉花染色体数目多，染色体片段代换系的构建工作比较困难，相关性状QTL定位工作进展相对缓慢。在棉花研究中，QTL定位所用的群体多为F2群体、F2:3群体、DH群体、RIL群体等，近年来，众多学者利用这些群体，在棉花上也检测到许多与棉花产量和品质相关的QTL。1.棉花产量性状QTL定位研究进展1998年，Shappley等利用陆陆种内杂交F2群体借助RFLP分子标记技术构建了一套覆盖棉花基因组865cM的遗传距离的连锁图谱，定位到100个QTL（LR6.63），其中控制产量性状的QTL中籽指4个，衣分5个，还有控制农艺性状的其它QTL。2000年，U