1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
棉花芽黄突变体一般在苗期其幼苗或者新生叶表现黄化,随着植株的生长,叶绿素含量逐渐增加,黄化的叶片开始变绿,达到或接近野生型水平。芽黄突变体在作物育种、光合作用、叶绿素合成途径等生理生化研究方面以及遗传转化、基因表达调控等分子生物学研究方面都有重要的应用价值。叶色突变表型各异,所以产生的分子机制也各不相同,依据突变的特性将其应用到理论和实践研究中。育种上可以通过基因突变创造新的种质资源来培育新品种,也是研究光合作用、叶绿素合成途径、遗传转化、基因表达调控等基础研究的理想材料(刘朝辉,et al.,2012),也可将易识别的突变性状转到亲本中,以此作为指示性状鉴定种子纯度,节约时间和成本(Zhao, et al.,2000),同时可将叶色突变的形态标记用于QTL连锁分析,来定位控制数量性状的基因,进而加速分子标记辅助育种的进程(苗晗等,2010)。
自Balls (1980)把在叶色上有差异的陆地棉和埃及棉杂交发现后代性状比为3:1开始,逐步发现叶绿素缺失的黄化突变体。1933年killough等首次报道陆地棉芽黄基因v1(Kmough and Horlacher,1933),目前已有26个芽黄基因在四倍体棉种中鉴定出来,涉及到22个芽黄突变体(宋美珍,et al.,2011)。美国学者鉴定的有 18 个，包括 v1、v2、v3、v4、v5v6、v7 ()、v8、v9、v10、v11、v12、v13、v14、v15、v16v17、v21、av1av2、yg1yg2(Rhyne, 1955; Duncan and PATE, 1967; Quisenberry and Kohel, 1970; Kohel, 1973; Turcotte and FEASTER, 1973; Kohel, 1974; Percival, 1974; Turcotte and Feaster, 1978; Kohel, 1983; Turcotte and Percy, 1988)；中国学者鉴定的有 4 个，包括 v18、v19、v20、v22（张天真等，1986; 张天真等，1990）。其中，v2、v21、av1av2来源于海岛棉，yg1yg2来源于海陆杂种后代，剩余的 18 个突变体都是在陆地棉品种中发现的。定位方面，v1、v3、v5、v6、v8、v10、v11、v16、v17、yg1、yg2已经定位在第ⅩⅦ、ⅩⅤ、Ⅶ、Ⅱ、ⅩⅣ、Ⅻ、Ⅺ、Ⅶ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ连锁群上，仍有 15 个芽黄基因未定位到特定的连锁群或染色体上。
棉花芽黄突变体由于叶绿素的失衡造成叶色黄化,所以在叶绿素的生物合成过程中具有重要的价值(Meskauskiene,etal.,2001),在色素代谢和叶绿体结构和功能研究中,突变体中相应的色素异常对相应的叶绿素合成途径和叶绿体发育和光合作用研究提供理想的材(Beale,2005)。在叶色突变体中叶绿素的含量影响基因表达,对于研究细胞核和细胞器之间如何进行协调运作是十分重要的(Lopez-Juez,et al.,1998)。突变体与叶绿体和叶绿素有关的光合作用及其引发的激素和病理学等植物生理学领域也有很大的关系。目前在许多物种如拟南芥、水稻、黄瓜作物中已经克隆出多个与叶绿素合成及叶绿体发育相关的基因(Hansson, et al.,1999).通过功能基因组学的一系列研究把突变体应用到育种上,改良种质资源,或者作为标记性状利用到杂交棉制种。本次研究结果将为后期芽黄表型相关基因的克隆及基因功能研究奠定基础。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标：
（1） 田间形状调查。
（2） 筛选多态性标记。
3. 研究的方法与方案
研究方法:
本研究基于一个终生芽黄突变体材料(v1)，通过构建（TM-1v1）分离群体，基于本实验室构建的高密度海陆遗传图谱中的位点信息，进行多态性标记筛选，完成芽黄性状的定位研究。
V1TM-1
↓
F1
↓
F2→田间性状调查
↘ ↙
多态性标记筛选
↓
基因定位
可行性分析:
(1) 成熟的分子标记技术。南农棉花所拥有一套成熟的分子标记技，包括：DNA提取技术、聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）、PAGE电泳技术，及数据分析技术等，这为该项目的实施提供技术保障；这为课题的实施提供实验所需的材料、实验仪器，以及实验材料的种植场所、实验场所等。
(2) 本人经过遗传学的学习与实践，对遗传学与基因组学等相关知识有了进一步的认识，具备了实验研究的基本能力。现已掌握了DNA提取技术、PCR、PAGE电泳技术及简单的数据分析。
这为课题的顺利开展提供保障。本人完全有能力实现预期目标，获得预期结果。
4. 研究创新点
由于芽黄突变型是由隐性单基因控制的性状，苗期就可辨认，所以芽黄突变体是鉴定棉花基因连锁群、同源转化群以及进行棉花突变基因图谱定位的理想试验材料；并且可以作为研究性状遗传的良好材料，用于天然杂交或不去雄人工辅助授粉，则为鉴定杂交种的良好标志性状亲本,可以节省制种的成本和劳力有效简化制种的途径。
5. 研究计划与进展
现已完成全田间形状调查，取样，模板DNA的提取，多态性标记筛选等工作。
预计
2015.03-2014.04：完成多态性标记过群体。
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