陆地棉叶片脱落关联位点有助于提高棉花机采效率和环境适应能力

当前，在我国棉花主产区新疆地区棉花机采率已经达到较高水平。化学脱叶催熟是机采棉综合农艺配套技术的关键环节和重要前提，不仅能够提高收获效率而且能够降低籽棉杂质含量。然而，当前对棉花叶片脱落的表型变异规律和遗传基础知之甚少，这阻碍了脱叶效率提升和机采棉品种培育。本研究通过对383份陆地棉材料进行多环境化学脱叶试验，揭示了棉花脱叶性状的基础表型变异规律。研究发现脱叶剂在显著提高脱叶率的同时，对产量和纤维品质的影响较小。同时观察到脱叶性状与纬度、生育期性状存在强相关性。对383份陆地棉材料进行全基因组重测序(平均测序深度为14.6×),构建包含1076652个单核苷酸多态性位点的全基因组变异图谱。通过全基因组关联分析、LD Block分析以及功能鉴定，在A02和A13染色体上发现2个脱叶率关联位点(RDR7和 RDR13)及其关键候选基因 GhLRR和GhCYCD3;1。本研究还对2个位点优异单倍型(HapRDR7和 HapRDR13)组合效应和分布频率进行分析。2个位点优异单倍型组合后可显著提高对脱叶剂的敏感性。在中国高纬度地区，优异单倍型频率普遍增加，使其能够适应当地环境。脱叶优异单倍型可能起源于早期引进的金字棉。本研究揭示了棉花叶片脱落的表型变异规律和遗传机理，对提高棉花脱叶效率和培育机采棉品种具有指导意义。