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本研究是以广东省农业科学院水稻研究所李晓方研究员所创立的多基因型种群育种理论为基础,选取93个陆地棉CD100父本群单株,并分别选取236、200、200个单株组成的陆地棉CD98、CD99、CD100F1代种群为研究对象,应用了26对SSR分子标记对上述群体进行遗传多样性研究,辨识棉花多基因型杂种种群趋异变化的主要基因型。研究了CD98、CD99和CD100的多基因型杂交棉花组合,在非精准化种子生产中,自然生产系统的基因型数量和比例的变化。研究了适合大规模精准化多基因型杂种棉花种群的基因型数量和结构。研究结果如下。
1、CD100父本群的分析结果
CD100原始父本群由5种基因型组成,在种子生产田中取93个单株,利用26对SSR引物中的5对具多态性的引物对CD100父本群进行遗传多样性分析。获得19个SSR多态性片段,SSR引物总片段数在4-12之间,平均每个引物为6.2个。多态性信息量PIC值在0.736-0.908之间,平均为0.786。利用NTSYSpc2.1软件分别计算SSR分子标记的遗传相似系数,并采用非加权平均数法(UPGMA)进行聚类分析,CD100父本群可以划分为5类,分别标记为CD100父本基因型Fc1,Fc2,Fc3,Fc4,Fc5。
2、CD98目的分析结果
CD98F1是由10个母本系与8个父本系,随机交配的杂交F1群体组成,理论上可能由80个杂种一代基因型组成。在种子生产田中抽取236个单株,并选取9对在CD98母本群和父本群中有多态性的SSR引物,对CD98F1进行遗传多样性分析。获得了4对有多态性的SSR引物,合计11个多态性片段；SSR引物片段数在3-5之间,平均每个引物为3.75个；多态性信息量(PIC值)在0.510-0.782之间,平均为0.664。利用NTSYSpc2.1软件分别计算CD98目的SSR分子标记遗传相似系数,并采用非加权平均数法(UPGMA)进行聚类分析,该杂种一代种群可以划分为8个类群,分别标记为Ga1,Ga2,Ga3,Ga4,Ga5,Ga6,Ga7,Ga8。
3、CD99目的分析结果
CD98F1是由10个母本系与8个父本系随机交配的杂交F1群体组成,理论上可能含有80个杂种一代基因型。在种子生产田中抽取200个单株,并选取11对在CD99母本群和父本群具多态性的SSR引物,对CD99F1进行遗传多样性分析。获得了5对多态性较好的引物,和13个多态性片段；SSR引物片段数在2-4之间,平均每个引物为3.2个；多态性信息量(PIC值)在0.486-0.718之间,平均为0.552。分别计算SSR分子标记的遗传相似系数,并采用非加权平均数法(UPGMA)进行聚类分析,CD99F1可以划分为7个类群,分别标记为Gb1,Gb2,Gb3,Gb4,Gb5,Gb6,Gb7。
4、CD100目的分析结果
CD100F1是由10个母本系与5个父本系随机交配的杂交F1群体组成,理论上可能含有50个杂种一代基因型。在种子生产田中抽取200个单株,并选取9对在CD98母本群和父本群具多态性的SSR引物,对CD100F1进行遗传多样性分析。获得了5对多态性较好的引物,和9个多态性片段,SSR引物片段数在3-8之间,平均每个引物为4.2个；多态性信息量(PIC值)在0.586-0.868之间,平均为0.678。利用NTSYSpc2.1软件分别计算SSR分子标记的遗传相似系数,并采用非加权平均数法(UPGMA)进行聚类分析,CD100F1可以划分为5个类群。分别标记为Gc1,Gc2,Gc3,Gc4,Gc5。
5、精准优化结果
为了提高种子生产效率,并为种子精准优化生产提供依据,本实验以SSR分子标记聚类分析为基础,同时结合多代群体改良的结果,根据每一个大类中单株数量占群体数量的百分比比较大的株系,来确定未来精准优化多基因型棉花种群的组成及其比例,四个棉花种群种子生产的精准优化比例如下:
(1)CD100父本群精准优化比例近似为:Fc2:Fc3:Fc4:Fc5=20:35:35:10
(2)CD98F1精准优化比例近似为:Ga2:Ga4:Ga5:Ga6:Ga7:Ga8=15:20:5:35:10:15
(3)CD99F1精准优化比例近似为:Gb2:Gb4:=70:30
(4)CD100F1精准优化比例近似为:Gc2:Gc3:Gc4:Gc5=75:5:10:10