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棉花是我国重要的经济作物,棉纤维是日用纺织品的主要来源之一,在国民经济和人民生活中占有重要的地位。长江流域棉区杂交棉经过近二十年的发展,种植比例已经达95%以上,杂种优势的利用对提高棉花产量做出了很大的贡献。棉铃是棉花的收获器官,探明棉铃性状间的关系、如何根据亲本铃重类型来选配组合以期望出现较强的铃重杂种优势、探索铃重强优势组合的遗传机理以及检测铃重一般配合力与杂种优势的QTL,有助于育种工作者提高对铃重性状的选择效果,也有助于合理利用杂种优势将诸多优良棉铃性状组合在一起,进而提高陆地棉产量性状的遗传育种效率。为此,本研究从三个方面开展工作:1)按双列杂交设计Ⅳ与NCⅡ设计,根据亲本铃重类型用大铃分别与大铃、中铃和小铃进行配组,通过2012和2013年田间试验铃重表型测定结果,用加性-显性与环境互作模型解析其遗传基础;2)用分离分析方法进一步剖析组合铃重超亲优势强的遗传基础;3)利用QTL定位方法对上述遗传交配设计群体铃重表现型、一般配合力、特殊配合力和中亲杂种优势进行QTL定位,剖析杂种优势的遗传基础。主要研究结果如下:1、铃重的遗传与杂种优势分析选用6个铃重中等及以上的陆地棉品系按双列杂交设计Ⅳ配制15个杂交组合,同时用这6个品系与另外3个小铃品系按NCⅡ设计配制成18个杂交组合,通过2012和2013年田间试验考查棉铃长度、铃宽度、铃壳重、铃壳率、子指、每铃种子数与铃重,用加性-显性与环境互作模型,分析这些棉铃相关性状的遗传基础及其与铃重的关系和铃重杂种优势。这些铃重相关性状与铃重都呈极显著正相关,它们可以作为铃重选择的间接指标。铃重的遗传受加性与显性效应控制,加性效应大于显性效应。当大铃亲本间组配杂交组合时,容易出现超亲优势,如大铃L178×大铃L029组合的铃重为7.05g,超亲优势最大,为16.69%;当大铃与中铃亲本间组配杂交组合时,40%的组合出现了超亲优势;当与小铃亲本组配杂交组合时,很难出现超亲优势。2、铃重超亲优势的遗传基拙对2012年铃重有超亲杂种优势的3个组合L178×L029(Ⅰ)、L178×L057(Ⅱ)与L029×GP72(Ⅲ)进行P1、P2、F1和F2群体联合的主基因+多基因混合遗传分析。结果表明:铃重和铃壳率均呈两对主基因+多基因遗传,虽然主基因作用方式在组合间有所不同。铃重超亲杂种优势主要来自多基因显性效应或者主基因显性×显性互作;铃壳率负向杂种优势来自多基因或者主基因效应。3、铃重的QTL定位将上述33个杂交组合和9个亲本作为关联作图群体,利用多位点全基因组关联分析方法,对铃重表现型、一般配合力、特殊配合力和中亲杂种优势进行了关联分析。结果表明:检测到与标记NAU3309和NAU5702关联的2个铃重加性QTL,与标记dPL0613、NAU3309和NAU3541关联的3个铃重显性QTL;与标记NAU3309关联的1个一般配合力加性QTL;与标记NAU3309和NAU5702关联的2个特殊配合力加性QTL,与标记NAU3309和NAU3541关联的2个特殊配合力显性QTL;与标记NAU3309关联的1个中亲优势加性QTL,与标记dPL0613关联的1个中亲优势显性QTL。可以发现,标记NAU3309与铃重表型、一般配合力、特殊配合力和中亲杂种优势的QTL都关联。本研究结果为杂种优势亲本合理选配和分子标记辅助育种提供理论依据。