转iaaM基因棉花纤维起始与发育的生物特性研究
棉花产量和纤维品质的同步提高一直都是育种实践中的重点和难点。IF-11种质系是具有我国内自主权的转iaaM因棉花种质系，具有高衣分和纤维品质优良等特点。研究该种质系在纤维品质性状和产量性状形成的遗传、组织学和生理生化特点，对于该材料的育种利用以及棉花纤维发育和产量形成的理论基础具有一定的意义。本研究以IF-11为材料，以及遗传背景亲本和陆地棉标准系TM-1等为材料，从性状遗传、纤维细胞启始发育、花器各组织器官几种内源激素含量的动态变化等方面研究IF-11高衣分和优良纤维品质的遗传基础，纤维起始发育的组织学基础和生理生化基础，主要结果如下:
(1)选用加性-显性-母体遗传模型研究了IF-11纤维品质性状和产量性状的遗传特点。结果表明，转iaaM基因的IF-11种质系在纤维品质和产量性状方面具有特殊遗传特性，两类性状都以加性效应为主。其中纤维长度和衣分的加性效应和显性效应都达到了极显著或显著水平;衣分、马克隆值和单铃重的加性效应达到极显著水平;断裂纤维强度的显性效应达到了极显著水平。纤维品质性状中受加性效应控制的有纤维长度和马克隆值，断裂纤维强度受显性效应控制。产量性状中单铃重和衣分都以加性效应为主。此外，断裂纤维强度的母体效应达到显著水平。除纤维整齐度和伸长率性状外，所测性状的广义遗传率都达到了极显著水平。衣分性状的遗传力最大，可以在早期世代对其进行遗传改良。遗传相关上，纤维马克隆值与衣分呈极显著负相关，说明该性状可实现衣分和马克隆值的同步改良。
(2)利用扫描电镜和石蜡切片技术从显微结构和超微结构上观察该种质纤维发育初期的组织学特性，并比较以该种质为亲本的杂种F1与亲本的纤维起始情况。结果表明，开花前后IF-11胚珠表面的突起伸长较非转基因对照IF-11（无）更快，突起密度更大，形状更规则，胚珠体积更大，且伸长期纤维更细。以IF-11为亲本的F1胚珠表面纤维密度有较强的超亲优势。
(3)用酶联免疫吸附法测定IF-11和其它品种在纤维发育期的IAA、GA、ZR和ABA四种激素含量，以寻找不同激素的动态变化与纤维起始分化的关系。结果表明，IF-11棉铃（蕾）中IAA、GA、ZR和ABA这四种激素主要集中在棉铃壳和棉仁中，说明纤维发育受这两个器官中激素动态变化的影响较大，且与这两个器官中的几种激素含量的变化存在着较密切的关系。不同品种棉铃几种内源激素平均含量结果表明:IF-11在GA和IAA含量上与TM-1有极显著差异，与遗传背景品种J-14和IF-11（无）有显著差异。棉铃各器官不同激素平均含量结果表明，IAA和GA的动态变化与纤维发育进程较为同步，但GA有一定的波动。ZR和ABA含量随着纤维发育而下降，其中ZR在纤维发育前期表现活跃，特别是在TM-1中。IF-11在棉铃（蕾）不同组织器官内的几种内源激素含量的变化特点与其纤维起始发育特点密切相关。
产量性状;遗传效应;激素动态变化;转基因棉花;纤维起始;生物特性;纤维品质性状
浙江大学
硕士
作物学
祝水金
2013
中文
S562;Q943.2
61
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）