艾先涛，梁亚军，龚照龙，王俊铎，郑巨云，李雪源

(新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐 830091)



新疆棉花产量和纤维品质性状SSR关联分析

艾先涛，梁亚军，龚照龙，王俊铎，郑巨云，李雪源

(新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐 830091)

【目的】研究新疆陆地棉品种资源目标相关性状QTL紧密连锁的分子标记，发掘与目标性状相关的具有重要利用价值的基因源。【方法】利用54对SSR 标记，分析94 份新疆自育陆地棉品种的基因组。【结果】群体结构分析表明，94个品种总体被划分为2个类群，同时还出现了1个混合群。关联分析结果表明，在P值<0.05时，GLM(Q)模型中共有 36个标记位点与纤维品质性状和农艺产量性状关联，其中与比强度、马克隆值、长度、伸长率、铃重、生育期和衣分相关联的位点分别为12、4、13、1、4、1和1个。【结论】主成分分析和群体结构分析从不同角度反映了新疆棉花品种的亲缘关系的远近，自育品种遗传多样性不够丰富，在分子水平上差异并不大，需要努力拓宽品种选育的遗传基础。

陆地棉；遗传多样性；SSR；关联分析

0 引 言

【研究意义】新疆是我国最重要的植棉大省，棉花总产已占据全国50%以上，肩负着我国棉花有效供给和安全的重大责任。当前新疆棉花生产面临的主要问题是棉花单产潜力需要进一步挖掘，棉花纤维品质不能适应现代纺织工业的要求。如何进一步提高产量和改良纤维品质一直是育种的重点。棉花产量和纤维品质性状属于多基因控制的数量性状。随着分子生物学技术的发展和数量遗传学理论的创新，分析和发掘控制数量性状的基因(QTL)并利用分子标记辅助选择(MAS)，对育成棉花品种的产量和品质进行改良有重大意义。【前人研究进展】20世纪90年代以来，棉花的分子遗传学研究有了较快的发展。通过开发分子标记、构建连锁图谱和建立分离群体进行连锁分析，一系列控制棉花产量和纤维品质性状的数量性状基因位点被定位到染色体或连锁群上。到目前为止，棉花上已经报道的与产量和纤维品质相关的QTL已达上千个，其中50%左右是利用陆地棉的分离群体进行检测。虽然近10年来已有上千个棉花经济性状的QTL定位文献报道。但在这些已经报道的QTL中，有一部分来自于海陆种间杂交群体分析，难以直接应用于陆地棉的标记辅助育种；另外一部分QTL则来自于陆地棉的两亲本杂交群体，具有较强的“群体专一性”，因为遗传背景的影响，用于陆地棉标记辅助育种时仍然存在一定的困难。这些已定位的QTL，除少数在标记辅助选择过程中被验证之外，大多数QTL需在育种亲本和种质资源群体中进一步证实，以有效地用于标记辅助选择。研究前期已初步开展新疆自育品种农艺性状和分子标记多样性的研究[1-3]，包括鉴定和评价陆地棉种质多样性方面。【本研究切入点】新疆自育陆地棉资源遗传多样性水平较低，遗传基础较为狭窄。形态性状鉴定和分子标记技术是研究种质资源多样性和筛选优良种质的方法，二者从性状表达及基因组水平两方面反映了种质的多样性，虽然存在差别，但也存在相互验证的关系。【拟解决的关键问题】研究陆地棉全基因组基因发掘的新方法，筛选新疆品种资源目标相关性状QTL紧密连锁的分子标记，发掘出与目标性状相关的具有重要利用价值的基因源。

1 材料与方法

1.1 材 料

收集新疆陆地棉栽培种数量共计94个(截止到2010年自育审定的品种)，品种包括新陆早1～49号、军棉1号、新陆中1～48号(不包括新陆中25、32、42、45号)。表1

表1 新疆陆地棉自育品种
Table 1 Local upland cotton cultivars released in Xinjiang

编号No．品种名称Cultivars审定年限Yearauthorized系谱来源Pedigree选育单位BreedingInstitutes1新陆早1号1981(斯字5A×611波)的722选系中系选农八师下野地试验站2新陆早2号198869-2×中棉所4号石河子棉花研究所3新陆早3号1988(车66-241×爱字无毒棉)×荆无4588农七师农科所4新陆早4号1994(车66-241×澧74-47W)×岱70农七师农科所5新陆早5号1994(科遗181×347-2)F1×(83-2-3+陕1155)石河子棉花研究所6新陆早6号199785-174×贝尔斯诺农七师农科所7新陆早7号1997自育优系347-2×塔什干2号石河子棉花研究所8新陆早8号1997(抗黄系V．Wx×新陆早1号)F1辐射石河子棉花研究所9新陆早9号1999(系5×贝尔斯诺)×中棉所17农七师农科所10新陆早10号1999(黑山棉1号×02Ⅱ)×中棉所12石河子棉花研究所11新陆早11号1999豫422×陕3215博州引进12新陆早12号2000从辽宁经作所引入辽棉95-25引进13新陆早13号2002自育83-14×(中无5601+1693)农七师农科所14新陆早14号2002新陆早7号×ZK90石河子棉花研究所15新陆早15号2002鸡脚JW×中棉所12农七师农科所16新陆早16号2003早熟鸡脚棉×贝尔斯诺农七师农科所17新陆早17号2004内地引进9908系选新疆农科院经作所18新陆早18号2004内地已近高代材料69118系选新疆农科院经作所19新陆早19号200491-2×自育品系900石河子棉花研究所20新陆早20号200597-185(新陆早16号)系选农八师150团21新陆早21号20051034系选石河子富依德公司22新陆早22号2005本所材料45-1×新陆早6号农垦科学院棉花所23新陆早23号2005中棉所27系选奎屯万氏种业锦棉公司24新陆早24号2005中长绒品系7074×司6524康地种业25新陆早25号2006[(系5×贝尔斯诺)×晋14]×中棉所17农七师农科所26新陆早26号2006新陆早8号系选天合种业27新陆早27号20067147×贝尔斯诺康地种业28新陆早28号2006新陆早4号×(贝尔斯诺+西农大材料)惠远公司29新陆早29号2006新陆早16号系选金博种业30新陆早30号2006新陆早16号系选金博种业31新陆早31号2006(新陆早6号×贝尔斯诺)×爱字棉奎屯万氏种业32新陆早32号2006拉马干77系选农垦科学院棉花所33新陆早33号2007石选87农垦科学院棉花所34新陆早34号200797-65×7003康地种业35新陆早35号2007[(新陆早3号×中2621)×抗35)]×新陆早16号农七师农科所36新陆早36号20071304×BD103石河子棉花研究所37新陆早37号2008(辽83421×系5)×(辽9001+系5+90-2)农五师农科所38新陆早38号2008(92-226×新陆早9号)×(中6331×中17)农七师农科所39新陆早39号2008(新陆早4号×贝尔斯诺)×爱字棉奎屯万氏种业40新陆早40号2009新陆早16号×(D256×SW2)F2农垦科学院棉花所41新陆早41号200917-79巴州富全新科种业42新陆早42号2009新陆早10号×97-6-9农垦科学院棉花所43新陆早43号200941-4×H2石河子棉花所44新陆早44号2009MP1×FP1农垦科学院棉花所45新陆早45号2010新陆早13号×9941农垦科学院棉花所

续表1

表1 新疆陆地棉自育品种
Table 1 Local upland cotton cultivars released in Xinjiang

编号No．品种名称Cultivars审定年限Yearauthorized系谱来源Pedigree选育单位BreedingInstitutes46新陆早46号2010系9×822石河子棉花研究所47新陆早47号2010(中17+9901)×新陆早16号农七师农科所48新陆早48号2010石选87×优系604惠远公司49新陆早49号20109765×新陆早16号农七师农科所50军棉1号1979[司1470×(五一大铃+147大+司1470+早落叶棉+司3521+新海棉+2依3)]农二师34团良种繁育站51新陆中1号1988[(巴州6017×上海无毒棉)×巴6017]巴州农业科学研究所52新陆中2号1988麦克奈210×新陆201新疆农科院经作所53新陆中3号1989{【(108夫×C1470)×108夫】×137夫}陕401新疆农科院莎车试验站54新陆中4号1992岱字棉45选×新陆202新疆农科院经作所55新陆中5号1994陕721×108夫新疆农科院经作所56新陆中6号1997巴州6017×上海无毒棉巴州农业科学研究所57新陆中7号199985-113×中棉所12兵团农一师农科所58新陆中8号1999[{C-8017×〈宁细6133-3+(910依×陆地棉)F4〉×11818×198}F8×(永年小双桃×594依)F5]×海南野生棉}]新疆种子站引进59新陆中9号2000新陆中4号中系选新疆农科院经作所60新陆中10号2000从乌兹别克斯坦杂交组合高代材料(95-10)系选新疆农科院经作所61新陆中11号2000巴州7648×K-202巴州农业科学研究所62新陆中12号2000108夫系选108夫系选63新陆中13号2002(ND45×3287)×ND45(回交4次)新疆农业大学农学院64新陆中14号2002司6524×中棉所19兵团农一师农科所65新陆中15号2002(ND25×3287)×ND25(回交4次)新疆农业大学农学院66新陆中16号2003新陆中5号×(中棉所17+中棉所12+中棉所19)阿拉尔良繁场67新陆中17号2003协作92-36×中棉所17阿拉尔良繁场68新陆中18号2003冀9119×辽棉10号天然彩色棉有限公司69新陆中19号2004新900品系×贝尔斯诺新疆农业大学农学院70新陆中20号200489-19×中长绒棉材料33兵团种子站和天合种业71新陆中21号200492D×引进的丰产抗病品系96-07新疆农科院经作所72新陆中22号2005新陆中8号×抗病品系9658红太阳种业公司73新陆中23号2005从独联体引进陆地棉高代材料(陆-4)系选吐鲁番长绒棉研究所74新陆中24号2006胞质不育系H-1038A×海岛棉恢复系1304R兵团农一师农科所75新陆中26号2006从引进17-79中系选出巴棉3号再由巴棉3号选育出6603品系系选而成巴州富全新科种业76新陆中27号2006自育032品系×品系048天合种业公司77新陆中28号2006中9409(中棉所35)×父本邯109个人选育78新路中29号2006J95-8×11-6新疆优质杂交棉公司79新陆中30号2006不祥新疆优质杂交棉公司80新陆中31号2007不育系KA×恢复系01588康地种业有限公司81新陆中33号2007036×渝棉1号巴州富全新科种业82新陆中34号2007品系8316×中99+系选巴州农业科学研究所83新陆中35号2007不详巴州富全新科种业84新陆中36号20089119×155石大85新陆中37号2008B23×渝棉1号塔河种业86新陆中38号200999-26康地种业87新陆中39号2009KA×H3康地种业88新陆中40号2009新陆早16号×(D256×SW2)F2库尔勒种子公司89新陆中41号2009巴州6807×Acala1517巴州农科所90新陆中43号200941-4×H2农一师农科所塔河种业91新陆中44号2010石远321×中棉所19号巴州富全新科种业92新陆中46号2010中棉所12号×(新植1号+15号)河南正林，禾春州种业93新陆中47号2010Ji98-72×1099巴州农科所94新陆中48号2010[(99-708(C6524×中棉所19号)]×99-425农一师农科所塔河种业

1.2 方 法

SSR标记分析部分实验，棉花总DNA提取与纯化采用CTAB法提取棉花基因组DNA，即小量法DNA提取。棉花总DNA纯度和浓度的测定由基因公司生产的Nanodrop-ND-1000全波长紫外/可见光扫描分光光度计检测DNA纯度和浓度。读取A260和A280吸光值。DNA浓度(ng/pl)=稀释倍数×50×A260，可根据A260/A280来判断DNA纯度 ，比值若在1.6～2.0，证明DNA纯度较好。大于2.0，证明RNA污染；小于1.6，证明蛋白质、酚等污染。根据前人(Xiao，2009)文献资料，筛选均匀分布棉花26条染色体的SSR标记，遗传图谱大小约4140cM，以每20cM大小为间距选择已定位于染色体的SSR标记共计206对，引物包括DPL、CGR、CER、DC、BNL和JESPR等类型。引物序列等信息均来自(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/和http://www.cottondb.org)。引物由上海生工生物工程有限公司合成。实验电泳所用凝胶为8%非变性聚丙烯酰胺凝胶。

2 结果与分析

2.1 基于SSR标记的主成分(PCA)

主成分分析使品种地域性和遗传背景关系表现得更为明显, 为品种分析提供了重要的信息。基于遗传相似系数，在NTSYS2.1软件上对SSR多态性位点作了主成分分析，得到第1、2主成分的贡献率分别达到了20.11%和6.40%，前5主成分累计贡献率达到了39.98%。对94 份品种，以第一主成分为x轴，第二主成分为y轴作三维散点图，形成的各品种位置分布，位置相近表示关系密切，远离者表示关系疏远。将位置靠近的品种划归在一起，研究表明，主成分分析结果与聚类分析结果基本一致，主成分分析结果更直观地表明了不同品种之间的亲缘关系的远近。

从主坐标分析所得的三维散点图看出，两大群体的分布具有规律性，第一主坐标的右半部分主要为第一类群品种，左半部分则主要为第二类群品种。表2，图1

表2 前5主成分贡献率及累计贡献率
Table 2 Characteristic values and their contributions of the prior five principal components

主成分Principalcomponent特征值Eigenvalue贡献率Percent(%)累计贡献率Cumulative(%)PC1598962920112011PC2190779566402651PC3154676795193170PC4132459264453615PC5114107233833998

图1 SSR数据 PCA聚类结果
Fig. 1 The cluster analysis results of PCA based on SSR data

2.2 基于SSR标记的群体结构

为进一步明确94份新疆陆地棉品种间的遗传组成并将遗传相似性高的材料划分在同一类群中，用Structure2.3软件对品种进行群体结构分析。设置K值参数为1～10，即将94个新疆自育品种预先划分为1～10个亚群，每一个K值独立运行3次。根据遗传相似性比例及群体结构图将94份品种划分到相应亚群中，其余划分为混合群。

用LnP(D)对K作图，横坐标为K值，相应的LnP(D)值为纵坐标做曲线图，当出现明显的拐点时，此处对应的横坐标即为所需要的K值，如果拐点不明显，再对LnP(D)求二阶导数，得到△k，然后用△k对K作图，当出现明显拐点时最终确定所需要的K值，此时的K值即为群体数目。对于94份品种来说，通过structure软件运算结果，可以看出，当K=2时曲线出现了一个明显的拐点(图2a)，然后求得LnP(D)的二阶导数△K，以△K作曲线图(图2b)，同时也发现K=2时拐点明显；且K=2时，按遗传相似性比例为0.7进行划分，将94份品种大致划分2个群体，分别记为pop1和pop2。pop1群体有23份品种，pop2群体有58份品种，mixed群体有13份品种。说明当K=2时，类群划分能得到理想的结果。所以将K值确定为2，即将94份棉花核心种质材料划分为两个群体图由也可以看出K=2时，可以比较清晰的将新疆自育陆地棉品种划分为两大类，结果与聚类结果大致相似。群体结构将94个品种划分为两个类群的同时，又出现了一个混合群，这一点与聚类结果有所不同。分析两者差异，可能是由于两种方法分析的角度不同造成的，因为群体结构主要是基于模型角度进行研究的。表3～4，图2

图2 94份材料K值(a)及△K(b)曲线
Fig.2 Curve diagram of K(a) and △K (b) value of 94 cultivars
表3 94份新疆自育品种遗传相似性比例
Table 3 The propotion of genetic similarity of local upland cotton cultivars in Xinjiang

品种名称Cultivars群Pop遗传相似比例Q1Q2品种名称Cultivars群体Pop遗传相似比例Q1Q2新陆早6号pop100040996新陆早25号pop100140986新陆早30号pop100040996新陆中9号pop100140986新陆中2号pop100040996新陆早17号pop100190981新陆中35号pop100040996新陆中30号pop1002098新陆中33号pop100050995新陆中17号pop100230977新陆中39号pop100060994新陆早16号pop1003097新陆中36号pop100070993新陆中43号pop100670933新陆中4号pop100080992新陆早45号pop101220878新陆早37号pop1001099新陆中16号pop101470853新陆早4号pop100110989新陆早22号pop101690831新陆早26号pop100110989新陆中38号pop102680732新陆中6号pop100110989新陆早44号mixed04820518新陆早18号mixed03180682新陆中23号mixed052048新陆中31号mixed03460654新陆早34号mixed05380462新陆中5号mixed04440556新陆中44号mixed05530447新陆中13号mixed046054新陆中47号mixed05810419新陆中24号mixed04740526新陆早23号mixed06040396军棉1号mixed04780522新陆中37号mixed06450355新陆早13号pop207160284新陆中3号pop209930007新陆中12号pop207170283新陆早9号pop209940006

续表3

表3 94份新疆自育品种遗传相似性比例
Table 3 The propotion of genetic similarity of local upland cotton cultivars in Xinjiang

品种名称Cultivars群Pop遗传相似比例Q1Q2品种名称Cultivars群体Pop遗传相似比例Q1Q2新陆中29号pop207590241新陆中7号pop209940006新陆早40号pop207710229新陆早7号pop209950005新陆早33号pop207930207新陆早10号pop209950005新陆中28号pop2081019新陆早19号pop209950005新陆早47号pop208510149新陆早46号pop209950005新陆中15号pop208760124新陆中10号pop209950005新陆早11号pop209020098新陆中34号pop209950005新陆早27号pop209120088新陆早3号pop20996004新陆中14号pop209310069新陆早5号pop209960004新陆中26号pop209380062新陆早8号pop209960004新陆中46号pop209410059新陆早38号pop209960004新陆早42号pop209490051新陆早39号pop209960004新陆早49号pop209570043新陆早41号pop209960004新陆早1号pop209590041新陆早43号pop209960004新陆中20号pop209710029新陆中8号pop209960004新陆早12号pop209730027新陆中11号pop209960004新陆早2号pop209770023新陆中19号pop209960004新陆中1号pop209850015新陆中40号pop209960004新陆早24号pop209860014新陆中41号pop209960004新陆早48号pop209880012新陆中48号pop209960004新陆早20号pop209890011新陆早15号pop209970003新陆早21号pop209890011新陆早29号pop209970003新陆早14号pop2099001新陆早32号pop209970003新陆早31号pop209920008新陆早36号pop209970003新陆中18号pop209920008新陆中21号pop209970003新陆早28号pop209930007新陆中22号pop209970003新陆早35号pop209930007新陆中27号pop209970003

表4 新疆自育陆地棉群体划分
Table 4 The population division of local upland cotton cultivars in Xinjiang

群Groups数目品种名称Cultivarspop123新陆早4、6、16、17、22、25、26、30、37、45号新陆中2、4、6、9、16、17、30、33、35、36、38、39、43号mixed13新陆早18、23、34、44号新陆中5、13、23、24、31、37、44、47号、军棉1号pop258新陆早1、2、3、5、7、8、9、10、11、12、13、14、15、19、20、21、24、27、28、29、31、32、33、35、36、38、39、40、41、42、43、46、47、48、49号新陆中1、3、7、8、10、11、12、14、15、18、19、20、21、22、26、27、28、29、34、40、41、46、48号

用distruct软件包对structure软件运行结果进行柱形图绘制。图3～5

2.3 衰减图

因为 LD 衰减所延伸的距离决定着关联分析的精度和所需标记的多寡，所以评价 LD随物理或遗传距离的下降速率很重要。以分布标记较多的 6、8、12、20 号染色体上的 SSR 标记位点的 D′值做其随遗传距离(cM)变化的衰减图，通过对陆地棉的 D′与遗传距离的衰减图其衰减速率相对较慢。因此就这 4 条染色体来说做关联分析时要达到作图精度，陆地棉需要更多的标记。图6

图3 新疆自育陆地棉品种群体结构
Fig.3 The population structure of local upland cotton cultivars in Xinjiang(K=2)

图4 经distruct软件处理的包含2个群的群体结构
Fig.4 Model-based cluster membership for 94 cultivars in two groups

图5 新疆自育品种群聚类

Fig.5 Clustering of local upland cotton cultivars in Xinjiang

2.4 关联分析

用TASSEL(http://www.maizegenetics.net)的 GLM(Mixed Linear Model)模型进行关联分析。利用54对引物与两个环境的四个重复所获得纤维品质的长度，比强度，伸长率，马克隆值、整齐度、生育期、衣分、铃重、株高、子叶节高、籽指、单株铃数、果枝台数等 13个品质、产量和农艺性状指标进行关联分析，GLM 回归方程是:Yj=α+βIPj+β1X1j+β2X2j+ … +βkXkj+ε公式中Yj为第j个材料数量性状测定值；β是群体各位点各等位变异的平均效应；β1～βk是亚群体各位点各等位变异的平均效应；Ipj是第j材料第p等位变异出现的指示变量；X1j～Xkj是第j材料基因组变异源于1-k群体的概率值(Q值)；ε是残差。考虑群体结构对关联分析的影响，采用 tassel 软件的一般线性模型(GLM，未考虑亲缘关系的Q模型)对标记位点和性状进行关联分析， 94份陆地棉关联分析结果表明，在P值<0.05时，GLM(Q)模型中共有 36个标记位点与纤维品质性状和农艺产量性状关联，其中与比强度、马克隆值、纤维长度、伸长率、铃重、生育期和衣分相关联的位点分别为12、4、13、1、4、1和1个。表5

图6 陆地棉 5、6、8、20 号染色体上的SSR位点随图距(CM)衰减散点图
Fig.6 distribution of D′valus observed between marker pairs against genetic distance (CM)in chromsome5、Chromsome6、chromsome8 and chromsome20 of Gossypium hirsutum(A)
表5 显著关联标记信息汇总
Table 5 Summary of significant marker information associated

性状Trait标记Markermarker＿pperm＿p断裂比强度StrengthBNL1231180E-070001CGR5554180E-070001CGR5867-1180E-070001COT009-1180E-070001dpl0522-1295E-060003dpl0149-3297E-060003BNL0119-2703E-060005BNL0119-1703E-060005DPL0152334E-050011dpl0522-6805E-05002TMB0628869E-050021BNL3627-4142E-040037铃重BollweightBNL1231918E-060003CGR5554918E-060003CGR5867-1918E-060003COT009-1918E-060003马克隆值Micronairedpl0522-1339E-070001BNL0119-2445E-050005BNL0119-1445E-050005dpl0522-2237E-040039纤维长度FibrelengthBNL1231626E-070001CGR5554626E-070001CGR5867-1626E-070001COT009-1626E-070001dpl0149-3898E-070001BNL0119-2210E-060001BNL0119-1210E-060001dpl0522-1326E-060001dpl0522-6807E-060002TMB0628703E-050014cgr5667-2821E-050017cgr5667-1821E-050017DPL0152243E-040035伸长率ElongationCER0077-3639E-140012生育期Bearingperiodcgr6410-1228E-040048衣分LintpercentCGR6889219E-050004

3 讨 论

艾先涛等[1]分子聚类将94份自育品种划分为2个类群，反映了自育品种在基因组水平上差异，聚类结果整体反映出新陆早和新陆中品种间遗传关系相对简单，品种的遗传基础相对狭窄。主成分分析使品种地域性和遗传背景关系表现得更为明显和直观，通过位置远近表示关系疏密，使很清楚看到94个品种分布可以划分为两大群体，并表现出一定规律性。将位置靠近的品种划归在一起，结果表明主成分分析结果与聚类分析[1]结果基本一致，主成分分析结果更直观地表明了不同品种之间的亲缘关系的远近。在群体结构分析中，94个品种尽管被划分为两个类群，但出现了一个混合群，这与分子聚类结果有所不同。这可能是由于两种分析方法不同所造成的，因为群体结构分析主要是基于模型角度进行研究的。

利用SSR分子标记对新疆自育陆地棉品种的遗传改良进行研究，明晰了新疆自育陆地棉品种间的亲缘关系和群体结构，对于指导新疆棉花育种具有重要意义。研究结果反映新疆陆地棉品种间的遗传相似性相对较高，总体上遗传多样性不够丰富。自育品种在分子水平上差异并不大，遗传基础狭窄的现状并未彻底改变，这一结论与前人的研究结果一致。别墅等[4]对我国三大主产棉区只选取了30个有代表性的品种作了品种遗传多样性作了研究，得出我国棉花大多数品种的遗传基础比较狭窄。刁明等[5]利用RAPD指纹图谱研究了50 a来北疆棉花品种演变过程的遗传多样性，认为随着品种的演变，品种群体间遗传关系趋于复杂，遗传基础逐渐丰富，品种适应性、丰产性都得到加强。刘文欣等[6]对建国以来有代表性的166 个棉花主栽品种的遗传多样性研究表明：在我国主栽棉花品种中，海岛棉品种遗传基础窄于陆地棉品种；我国自育陆地棉品种的遗传基础窄于国外引进品种；杂交陆地棉品种的遗传基础窄于常规品种；20世纪80 年代以后陆地棉品种遗传基础窄于70年代品种；长江棉区品种遗传基础窄于黄淮棉区品种，西北内陆棉区品种窄于长江棉区品种。陈光[7]对我国陆地棉基础种质和衍生系的遗传多样性及亲缘关系进行了分析，结果表明：第一、二、三期基础种质分子标记平均遗传相似系数分别是0.587、0.630、0.630，基础种质基因组水平的差异呈下降的趋势，棉花的育种背景逐渐变窄。黄河棉区基础种质综合性状较好，长江棉区基础种质产量性状较高，北部特早熟棉区基础种质早熟性好，美国品种在我国形成的基础种质抗黄萎病性较强。长江、黄河流域两大棉区的基础种质在基因组水平上的差异变化明显。杜雄明等[8]利用SSR引物对不同亲本来源、不同选育时期、不同种植生态区的陆地棉基础种质进行了遗传多样性分析，结果表明现代基础种质比早期基础种质在基因组水平的差异呈下降的趋势。薛艳等[9，10]利用SSR对北疆42个新陆早聚类分析发现，无论是过去自育的主栽品种还是近年自育品种以及从外地引进的品种，在DNA水平上彼此间的差异并不是很大，绝大多数供试品种的亲缘关系比较近，遗传基础比较狭窄。

由于实验材料数量有限(94个)，SSR标记数量少(54对)，无法进一步对新疆自育品种进行全基因组关联分析，因为关联分析方法可以更有效的发掘自然群体中的优良基因。今后可以通过扩大群体数目和增加标记数，发掘有利基因，进一步利用分子手段更好的为育种服务。

4 结 论

4.1 对94 份品种进行主成分分析，分析结果更直观地表明了不同品种之间的亲缘关系的远近。第一主坐标的右半部分主要为第一类群品种，左半部分则主要为第二类群品种。

4.2 群体结构将94个品种划分为两个类群的同时，又出现了一个混合群，这一点与聚类结果有所不同。分析两者差异，这可能是由于两种方法分析的角度不同造成的，因为群体结构主要是基于模型角度进行研究的。

4.3 94份陆地棉关联分析结果表明，在P值<0.05时，GLM(Q)模型中共有 36个标记位点与纤维品质性状和农艺产量性状关联，其中与比强度、马克隆值、长度、伸长率、铃重、生育期和衣分相关联的位点分别为12、4、13、1、4、1和1个。

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Fund project:Xinjiang Natural Science Foundation(2012211B47)

Analysis of Xinjiang Cotton Yield and Fiber Quality Traits Associated with SSR

AI Xian-tao1,2, LIANG Ya-jun1, GONG Zhao-long1, WANG Jun-duo1,ZHENG Ju-yun1, LI Xue-yuan1

(1.Research Institute of Economic Crops, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi, 830091,China; 2.CollegeofAgronomy,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi,Xinjiang830052,China)

【Objective】 Screening closely related traits of Xinjiang upland cotton cultivars resources goals and objectives of the molecular markers,excavated chain has important value in use of genes related to the source traits.【Method】The genome of 94 self-fertile cotton varieties in Xinjiang was analyzed by 54 SSR markers.【Result】Population structure analysis showed that 94 cotton materials could be divided into two groups and one mixed group. The association analysis showed that 36 SSR loci were (P<0.05) associated with fiber quality and agronomic phenotype in GLM(Q) model, 12 loci were associated with strength, 4 loci were associated with fiber micronaire, 13 loci were associated with fiber length, 1 locus was associated with Elongation, 4 loci were associated with boll weight, 1loci was associated with growth process, 1 loci was associated with lint percentage.【Conclusion】Principal component analysis and population structure analysis reflect the proximity of the phylogenetic relationship of cotton varieties in Xinjiang from different angles. On the whole, the genetic diversity of self-fertile variety is not rich enough, and at the molecular level the differences are not great, which demonstrates that great effort should be made to broaden the genetic basis of breeding.

upland cotton; genetic diversity; SSR; association analysis

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.11.002

2016-06-28

新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2012211B47)

艾先涛(1979-)，男，陕西人，副研究员，研究方向为棉花遗传育种， (E-mail)yixiantao@sina.com

李雪源(1964-)，男，辽宁人，研究员，研究方向为棉花遗传育种，(E-mail)xjmh2338@163.com

S562

A

1001-4330(2016)11-1969-11