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作物学报 ›› 2025, Vol. 51 ›› Issue (2): 383-394.doi: 10.3724/SP.J.1006.2025.44049

• 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学 • 上一篇    下一篇

陆地棉D11染色体一个纤维长度主效位点的遗传解析

郭淑慧1,2(), 潘转霞1(), 赵战胜3, 杨六六1, 皇甫张龙1, 郭宝生4, 胡晓丽1, 录亚丹3, 丁霄1, 吴翠翠1, 兰刚1, 吕贝贝1, 谭逢平3, 李朋波1,*()   

  1. 1山西农业大学棉花研究所, 山西运城 044000
    2山西农业大学农学院, 山西晋中 030800
    3新疆生产建设兵团第六师农业科学研究所, 新疆五家渠 831301
    4河北农林科学院棉花研究所, 河北石家庄 050051
  • 收稿日期:2024-03-15 接受日期:2024-10-25 出版日期:2025-02-12 网络出版日期:2024-11-08
  • 通讯作者: 李朋波, E-mail: lipengbo@sxau.edu.cn
  • 作者简介:郭淑慧, E-mail: 1197985125@qq.com;
    潘转霞, E-mail: panzhuanxia@126.com第一联系人:**同等贡献
  • 基金资助:
    山西省重点研发计划项目“机采棉育种关键技术研究与新品种培育”(202302140601004);中央引导地方科技发展资金项目“北疆棉花优良种质重要性状的优异位点评价及利用”资助。

Genetic analysis of a major fiber length locus on chromosome D11 of upland cotton

GUO Shu-Hui1,2(), PAN Zhuan-Xia1(), ZHAO Zhan-Sheng3, YANG Liu-Liu1, HUANG-FU Zhang-Long1, GUO Bao-Sheng4, HU Xiao-Li1, LU Ya-Dan3, DING Xiao1, WU Cui-Cui1, LAN Gang1, LYU Bei-Bei1, TAN Feng-Ping3, LI Peng-Bo1,*()   

  1. 1Institute of Cotton Research, Shanxi Agricultural University, Yuncheng 044000, Shanxi, China
    2College of Agriculture, Shanxi Agricultural University, Jinzhong 030800, Shanxi, China
    3Institute of Agricultural Science, Sixth Division, Xinjiang Production and Construction Corps, Wujiaqu 831301, Xinjiang, China
    4Institute of Cotton, Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Shijiazhuang 050051, Hebei, China
  • Received:2024-03-15 Accepted:2024-10-25 Published:2025-02-12 Published online:2024-11-08
  • Contact: E-mail: lipengbo@sxau.edu.cn
  • About author:First author contact:**Contributed equally to this work
  • Supported by:
    Key Research and Development Program of Shanxi Province “Key Technology Research and New Variety Cultivation of Mechanized Cotton Breeding”(202302140601004);Central Guided Local Science and Technology Development Fund Project “Evaluation and Utilization of Superior Loci for Important Traits of Excellent Cotton Germplasm in Northern Xinjiang”

摘要:

棉花纤维长度是重要的纤维品质性状指标, 其遗传基础的解析对优质棉品种培育具有重要意义。为了获得具有育种价值的棉花纤维品质相关位点, 本研究采用棉花40K SNP (single-nucleotide polymorphism)芯片, 在陆地棉重组自交系(recombinant inbred line, RIL)群体和自然群体中定位纤维长度相关的QTL (quantitative trait locus)和SNP位点。从Q30-12×05SJ重组自交系群体中定位到4个纤维长度QTL, 分别位于A05、D11和D13染色体上, 从自然群体中鉴定到24个与纤维长度显著相关的SNP位点, 分别位于A01、A03、D05、D11和D12染色体上。综合连锁分析和关联分析的定位结果发现, D11染色体23.99~24.01 Mb区段存在与纤维长度密切关联的重叠区间, 对该定位区间的单倍型进行分析, 发现携带Hap1单倍型的种质纤维长度极显著或显著地长于Hap2单倍型种质, 黄河流域育成的品种中有95.3%携带Hap1单倍型, 西北内陆棉区育成品种中有45.5%携带Hap1单倍型, 其中具有Hap1优异单倍型的西北内陆品种超过一半以上具有黄河流域棉区品种血缘。通过生物信息学分析发现, D11染色体上28.4 kb重叠区域的3个候选基因CML1DTX51、PCMPE88可能在棉花纤维伸长过程中发挥重要作用。综上所述, 本研究鉴定的Hap1单倍型是一个在棉花纤维品质育种中具有重要应用价值的优异单倍型, 可为解析D11染色体上纤维长度遗传机制和候选基因提供可靠依据。

关键词: 陆地棉, 纤维长度, QTL定位, 全基因组关联分析

Abstract:

Cotton fiber length is a crucial index of fiber quality, and analyzing its genetic basis is is significant for cultivating high-quality cotton varieties. To identify valuable loci related to cotton fiber quality, we utilized 40K SNP (single-nucleotide polymorphism) chips, were used to analyze fiber length-related QTLs in recombinant inbred lines (RIL) and SNP sites in natural populations of upland cotton. Four QTLs for fiber length were obtained from Q30-12 × 05SJ RIL, and located on chromosomes A05, D11 and D13, respectively. Twenty-four SNPs significantly associated fiber length were identified in natural populations, and located on chromosomes A01, A03, D05, D11, and D12, respectively. Based on the results of linkage analysis and association analysis, an overlapping region closely related to fiber length was found in the 23.99-24.01 Mb region of chromosome D11. Haplotype analysis revealed that the fiber length of germplasm carrying the Hap1 haplotype was significantly longer than that of the Hap2 haplotype. Approximately 95.3% of varieties from the Yellow River basin carried the Hap1 haplotype, whereas 45.5% of varieties from the northwest inland cotton region carried the Hap1 haplotype. More than half of the varieties from the northwest inland region with the Hap1 haplotype were related to the Yellow River basin cotton region. Three candidate genes, CML1, DTX51, and PCMP-E88, were discovered in the 28.4 kb region of Chr.D11 overlap interval by bioinformatics analysis, which may play an important role in cotton fiber elongation. In summary, the Hap1 haplotype identified in this study represents an excellent haplotype with significant application value for improving cotton fiber quality. Our results provide a reliable basis for analyzing fiber length-related loci and candidate genes on chromosome D11.

Key words: Gossypium hirsutum, fiber length, QTL mapping, genome-wide association analysis

附表1

318份种质资源信息"

编号
Number
种质名称
Germplasm name
来源
Region
编号
Number
种质名称
Germplasm name
来源
Region
JX001 09F9077 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX168 新A8
Xin A8
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX002 14QHB01-5 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX169 新A1
Xin A1
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX003 海7124 (海岛棉)
Hai 7124
(G. barbadense L.)
长江流域, 中国
Yangtze River basin, China
JX170 新B1
Xin B1
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX004 15S2743 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX171 新B3
Xin B3
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX005 15S2746 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX172 新B5
Xin B5
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX006 中G5
Zhong G5
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX173 冀656
Ji 656
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX007 16PN01 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX174 航707(R)
Hang 707
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX008 16PN02 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX175 丰119
Feng 119
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX009 16PN41 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX176 新2001(R)
Xin 2001
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX010 16PN64 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX177 JH6619 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX011 鲁25A
Lu 25A
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX178 特116
Te 116
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX012 莎24-3
Sha 24-3
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX179 丰17
Feng 17
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX013 石抗278(R)
Shikang 278
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX180 如91
Ru 91
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX014 荆N2
Jing N2
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX181 创棉68
Chuangmian 68
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX015 大丰S1
Dafeng S1
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX182 创棉63
Chuangmian 63
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX016 06BM01 孟加拉国
Bangladesh
JX183 创棉66
Chuangmian 66
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX017 American cotton 美国
USA
JX184 庄稼汉151
Zhuangjiahan 151
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX019 邱县0904
Qiuxian 0904
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX185 中棉所115(R)
CCRI 115
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX020 冀228(R)
Ji 228
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX186 农科053
Nongke 053
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX021 银兴棉28(R)
Yinxingmian 28
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX187 六师118
Liushi 118
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX022 晋棉47号(R)
Jinmian 47
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX190 六师417
Liushi 417
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX023 河北紧凑
Hebei compact
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX191 金科21(R)
Jinke 21
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX024 运0519
Yun 0519
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX192 六师405
Liushi 405
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX026 GK12(R) 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX193 六师351
Liushi 351
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX027 GK21 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX195 六师163
Liushi 163
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX028 新07-3
Xin 07-3
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX196 六师423
Liushi 423
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX029 衡优30号
Hengyou 30
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX197 ZY-101 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX031 太24
Tai 24
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX198 六师491
Liushi 491
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX032 TY-21(R) 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX199 六师051
Liushi 051
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX033 晋棉50号(R)
Jinmian 50
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX200 六师378
Liushi 378
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX034 衡优15号
Hengyou 15
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX201 六师434
Liushi 434
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX035 1718系
1718 Xi
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX202 六师494
Liushi 494
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX036 创097
Chuang 097
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX203 六师420
Liushi 420
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX037 新棉33B(R)
Xinmian 33B
美国
USA
JX204 六师226
Liushi 226
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX038 冀无538(R)
Jiwu 538
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX205 ZZS8 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX039 GK164(R) 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX206 子鼎580
Ziding 580
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX040 中棉所17(R)
CCRI 17
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX207 子鼎760
Ziding 760
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX041 Foster6 美国
USA
JX208 子鼎644
Ziding 644
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX042 儒农研18号(R)
Runongyan 18
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX209 子鼎640
Ziding 640
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX043 SX03 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX210 子鼎770
Ziding 770
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX044 中植棉1020-596
Zhongzhimian 1020-596
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX211 子鼎355
Ziding 355
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX045 鄂0902
E 0902
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX212 子鼎614
Ziding 614
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX046 优选3号
Youxuan 3
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX213 子鼎600
Ziding 600
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX047 冀234
Ji 234
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX214 子鼎627
Ziding 627
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX048 冀387
Ji 387
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX215 子鼎409
Ziding 409
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX049 N71 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX216 子鼎129
Ziding 129
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX050 合丰201(R)
Hefeng 201
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX217 子鼎108
Ziding 108
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX051 池B28
Chi B28
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX218 子鼎799
Ziding 799
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX052 冀1120
Ji 1120
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX219 子鼎282
Ziding 282
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX053 冀1121
Ji 1121
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX220 子鼎705
Ziding 705
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX054 冀1125
Ji 1125
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX221 子鼎445
Ziding 445
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX055 冀1138
Ji 1138
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX222 子鼎415
Ziding 415
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX056 冀1142
Ji 1142
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX223 子鼎477
Ziding 477
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX057 远1闭花
Far 1 cleistor
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX224 ZY-2 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX058 邯无198(R)
Hanwu 198
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX225 六师208
Liushi 208
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX059 冀1533(R)
Ji 1533
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX226 六师445
Liushi 445
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX060 冀1535
Ji 1535
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX227 新早A3
Xinzao A3
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX061 冀1542
Ji 1542
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX228 ZY-87 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX062 冀优326
Jiyou 326
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX229 六师178
Liushi 178
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX063 邯682(R)
Han 682
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX230 六师168
Liushi 168
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX064 Z10 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX231 新早C2
Xinzao C2
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX065 快育66(R)
Kuaiyu 66
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX232 六师340
Liushi 340
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX066 冀1642
Ji 1642
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX233 新早135
Xinzao 135
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX068 冀1755
Ji 1755
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX234 子鼎075
Ziding 075
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX069 冀丰522(R)
Jifeng 522
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX235 新早A5
Xinzao A5
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX070 邯6208(R)
Han 6208
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX236 六师096
Liushi 096
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX071 冀棉958(R)
Jimian 958
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX237 六师266
Liushi 266
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX072 冀丰554(R)
Jifeng 554
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX238 子鼎221
Ziding 221
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX073 冀1316(R)
Ji 1316
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX239 子鼎777
Ziding 777
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX074 冀丰4号(R)
Jifeng 4
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX240 子鼎090
Ziding 090
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX075 冀1516(R)
Ji 1516
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX241 子鼎447
Ziding 447
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX076 邯885(R)
Han 885
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX242 子鼎103
Ziding 103
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX077 冀丰1271(R)
Jifeng 1271
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX243 21-295 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX078 国欣3号(R)
Guoxin 3
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX244 子鼎441
Ziding 441
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX079 鲁棉339
Lumian 339
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX245 子鼎302
Ziding 302
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX080 鲁3892
Lu 3892
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX246 子鼎612
Ziding 612
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX081 14PH035-7 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX247 子鼎741
Ziding 741
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX082 新陆中80号(R)
Xinluzhong 80
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX248 子鼎214
Ziding 214
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX083 W-389 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX249 子鼎277
Ziding 277
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX084 LL43 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX250 新陆早45号(R)
Xinluzao 45
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX085 新棉8号
Xinmian 8
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX251 新陆早48号(R)
Xinluzao 48
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX086 新陆中54号(R)
Xinluzhong 54
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX252 新陆早72号(R)
Xinluzao 72
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX087 K-1506 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX253 Z1112(R) 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX088 新陆中21号(R)
Xinluzhong 21
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX254 X19075(R) 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX089 新陆中77号(R)
Xinluzhong 77
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX255 T115(R) 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX090 新陆中75号(R)
Xinluzhong 75
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX256 H33-1-4(R) 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX091 LL59 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX257 H216(R) 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX092 新陆早61号(R)
Xinluzao 61
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX258 新陆早81号(R)
Xinluzao 81
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX093 辽棉34(R)
Liaomian 34
北部特早熟棉区, 中国
Northern extra early cotton region, China
JX259 新陆早64号(R)
Xinluzao 64
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX094 中棉所49(R)
CCRI 49
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX260 H219(R) 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX095 冀棉653(R)
Jimian 653
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX261 新陆中87号(R)
Xinluzhong 87
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX096 石抗126(R)
Shikang 126
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX262 新石K28(R)
Xinshi K28
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX097 鲁棉28(R)
Lumian 28
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX263 新石K25(R)
Xinshi K25
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX099 08S51 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX264 新石K24(R)
Xinshi K24
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX100 中棉所69(R)
CCRI 69
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX265 新陆早36号(R)
Xinluzao 36
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX101 中H177
Zhong H177
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX266 新陆早62号(R)
Xinluzao 62
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX102 中S9612
Zhong S9612
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX267 新陆早46号(R)
Xinluzao 46
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX103 中9807
Zhong 9807
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX268 新石K21(R)
Xinshi K21
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX104 中J0102
Zhong J0102
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX269 新石K35(R)
Xinshi K35
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX105 中J8588
Zhong J8588
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX270 新石K18(R)
Xinshi K18
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX106 中J9648
Zhong J9648
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX271 新石K26(R)
Xinshi K26
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX107 新陆中40号(R)
Xinluzhong 40
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX272 新石H21
Xinshi H21
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX108 新陆中46号(R)
Xinluzhong 46
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX273 新石H16(R)
Xinshi H16
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX111 05sj 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX274 新石H12(R)
Xinshi H12
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX112 GB518(R) 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX275 新陆早80号(R)
Xinluzao 80
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX113 中棉96019(R)
Zhongmian 96019
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX276 庄稼汉701(R)
Zhuangjiahan 701
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX114 冀棉803(R)
Jimian 803
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX277 金垦1814
Jinkeng 1814
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX115 德棉16(R)
Demian 16
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX278 新陆早74号(R)
Xinluzao 74
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX116 中棉所117(R)
CCRI 117
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX279 石研2号
Shiyan 2
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX117 中棉所119(R)
CCRI 119
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX280 新陆早37号(R)
Xinluzao 37
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX118 冀棉262(R)
Jimian 262
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX281 新陆早75号(R)
Xinluzao 75
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX119 中棉612(R)
Zhongmian 612
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX282 新陆早12号(R)
Xinluzao 12
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX120 中MB11761A(R)
Zhong MB11761A
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX283 新陆早82号(R)
Xinluzao 82
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX121 中棉所100(R)
CCRI 100
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX284 五师16-15(R)
Wushi 16-15
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX122 运棉SP1
Yunmian SP1
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX285 五师16-13(R)
Wushi 16-13
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX123 运早F6
Yunzao F6
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX286 Y21(R) 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX124 运早F9
Yunzao F9
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX287 新陆早53号(R)
Xinluzao 53
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX125 运棉SP2
Yunmian SP2
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX288 Z1122 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX126 运棉SP4
Yunmian SP4
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX289 新陆早47号(R)
Xinluzao 47
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX127 运棉SP5
Yunmian SP5
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX290 新陆早60号(R)
Xinluzao 60
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX128 运棉SP6
Yunmian SP6
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX291 新陆早78号(R)
Xinluzao 78
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX129 运棉SP9
Yunmian SP9
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX292 新陆早65号(R)
Xinluzao 65
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX130 运棉SP12
Yunmian SP12
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX293 新陆早1号(R)
Xinluzao 1
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX131 运早S129
Yunzao S129
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX294 新陆早2号(R)
Xinluzao 2
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX132 运早S136
Yunzao S136
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX295 新陆早4号(R)
Xinluzao 4
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX133 运早S171
Yunzao S171
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX296 新陆早9号(R)
Xinluzao 9
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX134 14N105 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX297 新陆早10号(R)
Xinluzao 10
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX135 14E7 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX298 新陆早15号(R)
Xinluzao 15
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX137 14N107 黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX299 新陆早17号(R)
Xinluzao 17
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX138 运Z-47
Yun Z-47
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX300 新陆早20号(R)
Xinluzao 20
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX139 中棉所50号(R)
CCRI 50
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX301 新陆早21号(R)
Xinluzao 21
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX140 农科344
Nongke 344
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX302 新陆早22号(R)
Xinluzao 22
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX141 六师136
Liushi 136
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX303 新陆早23号(R)
Xinluzao 23
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX142 农科331
Nongke 331
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX304 新陆早24号(R)
Xinluzao 24
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX143 NK19-22-1 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX305 新陆早25号(R)
Xinluzao 25
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX144 农科289
Nongke 289
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX306 新陆早29号(R)
Xinluzao 29
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX145 NK19-194 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX307 新陆早30号(R)
Xinluzao 30
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX146 NK19-153-2 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX308 新陆早31号(R)
Xinluzao 31
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX147 276X346 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX309 新陆早32号(R)
Xinluzao 32
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX148 NK18-458-1 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX310 新陆早33号(R)
Xinluzao 33
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX149 农科291
Nongke 291
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX311 新陆早34号(R)
Xinluzao 34
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX150 NK19-298-2 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX312 新陆早35号(R)
Xinluzao 35
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX151 NK19-124 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX313 新陆早38号(R)
Xinluzao 38
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX152 农科192
Nongke 192
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX314 新陆早39号(R)
Xinluzao 39
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX153 NK18-367-2 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX315 新陆早42号(R)
Xinluzao 42
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX154 六师081
Liushi 081
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX316 新陆早49号(R)
Xinluzao 49
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX155 六师371
Liushi 371
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX317 新陆早50号(R)
Xinluzao 50
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX156 NK19-383-1 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX318 新陆早51号(R)
Xinluzao 51
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX157 NK19-311 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX319 611波(R)
611 Bo
前苏联
Former Soviet Union
JX158 NK19-237-3 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX320 岱字棉15(R)
Deltapine 15
美国
USA
JX159 子鼎104
Ziding 104
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX321 塔什干2号(R)
Tashigan 2
前苏联
Former Soviet Union
JX160 NK19-280-2 西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX322 金字棉(R)
King
美国
USA
JX161 新A9
Xin A9
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX323 贝尔斯诺(R)
Beiersinuo
美国
USA
JX162 新A6
Xin A6
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX324 爱字棉1517(R)
Acala 1517
美国
USA
JX163 新A7
Xin A7
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX325 108夫(R)
108 Fu
前苏联
Former Soviet Union
JX164 新A12
Xin A12
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX326 中棉所12(R)
CCRI 12
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX165 新A10
Xin A10
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX327 中棉所19(R)
CCRI 19
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX166 新A5
Xin A5
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX328 中棉所35(R)
CCRI 35
黄河流域, 中国
Yellow River basin, China
JX167 新A11
Xin A11
西北内陆, 中国
Northwest inland, China
JX330 KK-1543(R) 前苏联
Former Soviet Union

表1

RIL群体纤维长度基本数据统计"

性状
Trait
环境
Environment
亲本Parents 重组自交系群体RIL population
Q30-12 05SJ 最大值
Max.
最小值
Min.
平均值
Average
标准差
Standard deviation
偏度
Skewness
峰度
Kurtosis
变异系数
CV (%)
纤维长度
FL (mm)
E1 27.5** 31.5** 33.0 24.6 29.28 1.44 -0.104 0.374 4.92%
E2 28.7** 31.8** 32.5 25.0 29.45 1.42 -0.561 0.534 4.82%

表2

RIL群体中与纤维长度相关的QTL"

染色体
Chromosome
位点名称
QTL name
标记区间
Marker interval
环境
Environment
LOD值
LOD value
表型贡献率
Phenotypic variation explained (%)
加性效应
Additive effect
A05 qFL-A05-1 A05_3746985-A05_5040514 E1 3.17 6.77 -0.40
E2 3.01 5.30 -0.35
D11 qFL-D11-1 D11_42346892-D11_49760967 E1 2.53 4.08 -0.31
D11 qFL-D11-2 D11_23991504-D11_24047565 E1 3.44 5.78 -0.38
E2 4.18 6.20 -0.40
D13 qFL-D13-1 D13_4004318-D13_4087951 E1 3.91 7.61 -0.43

图1

Q30-12×05SJ RIL群体遗传连锁图及纤维长度QTL"

表3

自然群体纤维长度性状的统计分析"

性状
Trait
环境
Environment
最大值
Max.
最小值
Min.
平均值
Average
标准差
Standard deviation
偏度
Skewness
峰度
Kurtosis
变异系数
CV (%)
纤维长度
FL (mm)
E3 35.6 25.5 31.0*** 1.83 -0.114 -0.025 5.90
E4 34.3 24.4 28.8*** 1.65 -0.037 -0.018 5.73
BLUP 33.1 26.8 29.9*** 1.17 -0.127 0.049 3.91

图2

自然群体NJ系统进化树"

图3

自然群体纤维长度全基因组关联分析 A: 基于混合线性模型下纤维长度BLUP值曼哈顿图, X轴代表棉花26条染色体上的SNP位点, Y轴代表-log10(P)值; B: 基于混合线性模型下纤维长度BLUP值Q-Q图, X轴代表经过负常数对数转换的期望P值; Y轴代表经过负常数对数转换观察到的P值。"

表4

纤维长度相关SNP位点"

染色体
Chromosome
位置
Position (bp)
P
P-value
表型变异解释率
R2 (%)
SNP基因型
SNP genotypes
A01 18936405 0.0000093 7.8 T/C
A03 17570758 0.0000399 6.8 T/G
A03 99847837 0.0000470 6.7 T/C
A03 104815345 0.0000126 7.6 T/C
A03 108732262 0.0000411 6.8 A/G
D05 29514256 0.0000187 7.3 C/G
D11 23847995 0.0000334 6.9 A/T
D11 23848335 0.0000334 6.9 T/C
D11 23889334 0.0000325 6.9 T/C
D11 23892045 0.0000311 6.9 A/G
D11 23923162 0.0000275 7.0 A/G
D11 23924389 0.0000275 7.0 A/T
D11 23924409 0.0000275 7.0 T/C
D11 23944152 0.0000275 7.0 T/C
D11 23944771 0.0000325 6.9 T/C
D11 23957256 0.0000325 6.9 A/T
D11 23974124 0.0000325 6.9 A/G
D11 23991504 0.0000325 6.9 A/G
D11 24001762 0.0000270 7.0 G/T
D11 24002127 0.0000275 7.0 A/G
D11 24004627 0.0000325 6.9 G/A
D11 24004889 0.0000275 7.0 C/T
D11 24019910 0.0000325 6.9 T/C
D12 34731895 0.0000229 7.2 A/G

图4

不同单倍型纤维长度箱型图 E3: 代表2022年E3环境下自然群体种质材料; E4: 代表2022年E4环境下自然群体种质材料; BLUP: 代表两个环境的BLUP值的种质材料。*: P < 0.05; **: P < 0.01; ***: P < 0.001。"

表5

D11染色体上纤维长度相关区段的基因信息"

基因ID
Genes ID
基因名称Genes name 基因编码区SNP变异
SNP variants in CDS of genes
功能注释
Annotation
位置 Position 碱基 Bases 氨基酸Amino acids
GH_D11G2045 CML1 24001762 G→T D→E 类钙调蛋白1 Calmodulin-like protein 1
GH_D11G2046 DTX51 24003610 T→C 解毒蛋白51 Protein DETOXIFICATION 51
24003645 C→T A→T
24003668 T→C N→S
24004421 G→C P→R
24004627 G→A L→F
24004651 T→C I→M
GH_D11G2047 PCMP-E88 24009170 G→A 五肽重复序列蛋白At3g09040
Pentatricopeptide repeat-containing protein At3g09040
24009414 G→A A→V
24009646 C→T V→I
24009796 A→C F→V
24010057 G→A P→S
24010285 G→A H→Y
24010356 C→T G→D
24010672 A→C W→G
24011417 G→A
24011426 T→C
[1] Fang L, Wang Q, Hu Y, Jia Y H, Chen J D, Liu B L, Zhang Z Y, Guan X Y, Chen S Q, Zhou B L, Mei G F, Sun J L, Pan Z E, He S P, Xiao S H, Shi W J, Gong W F, Liu J G, Ma J, Cai C P, Zhu X F, Guo W Z, Du X M, Zhang T Z. Genomic analyses in cotton identify signatures of selection and loci associated with fiber quality and yield traits. Nat Genet, 2017, 49: 1089-1098.
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