亞洲地區(qū)國內(nèi)外大豆育成品種苗期耐淹性鑒定、種質(zhì)優(yōu)選和QTL關(guān)聯(lián)定位.pdf

1、洪澇災(zāi)害在世界范圍內(nèi)頻繁發(fā)生，是世界上許多地區(qū)普遍發(fā)生的自然災(zāi)害，也是我國大豆生產(chǎn)主要的非生物逆境災(zāi)害之一。澇害情況分為濕/漬害和淹水，淹水也可分為全淹和半淹，研究表明大豆[Glycine max(L.) Merr.]苗期和花莢期對(duì)淹水反應(yīng)較敏感，大豆不同品種之間耐淹性有差異，利用耐淹大豆品種是提高抗災(zāi)能力的有效途徑，故發(fā)掘、鑒定耐淹資源及其有利基因服務(wù)大豆育種和生產(chǎn)實(shí)踐具有重要的意義。 長江中下游地區(qū)常有梅雨天氣，大豆苗期易形

2、成澇害。在前人研究我國大豆資源耐淹性的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步研究我國和亞洲其他國家大豆育成品種苗期耐淹性的遺傳變異，發(fā)掘優(yōu)異資源；對(duì)耐淹性進(jìn)行關(guān)聯(lián)定位，尋找優(yōu)異等位變異及其載體材料，并追索在后代育成品種中的累積。同時(shí)，還試探研究半淹脅迫下的遺傳機(jī)制，定位QTL，篩選與之緊密連鎖的分子標(biāo)記。所獲主要結(jié)果如下： 1.選取來源于我國黃淮、中國南方、東亞(韓國和朝鮮)、東南亞(菲律賓、越南、泰國、印尼等)和南亞(印度、尼泊爾、巴基斯坦等)的

3、亞洲大豆育成品種350份。采用V0期全淹處理，相對(duì)死苗率為指標(biāo)，以王芳等所定的一組對(duì)照種為參照，分析5個(gè)地區(qū)大豆育成品種耐淹性的遺傳變異。結(jié)果表明：相對(duì)失綠率和相對(duì)萎蔫率與相對(duì)死苗率存在極顯著相關(guān)(P<.0001)，可作為耐淹性的參考指標(biāo)；以相對(duì)死苗率鑒定大豆品種的苗期耐淹性，亞洲大豆育成品種的耐淹性(109.8％)與地方品種群體的耐淹性(110.3％)相當(dāng)，并均高于野生大豆群體(104.5％)；中國黃淮、南方地區(qū)育成品種耐淹性變異大，

4、變幅為4.8％-212.0％，高于亞洲引種材料群體，遺傳變異豐富，覆蓋了整個(gè)供試群體；各區(qū)均存在耐淹品種，優(yōu)選出莒選23、南農(nóng)493-1、黔豆2號(hào)等15份耐淹品種。優(yōu)選品種與野生和地方種質(zhì)相互補(bǔ)充，為大豆抗?jié)秤N提供豐富的遺傳種質(zhì)。 2.對(duì)全部供試材料SSR標(biāo)記的基因型數(shù)據(jù)進(jìn)行遺傳結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果，整個(gè)群體由兩個(gè)差異明顯的群體構(gòu)成，這兩個(gè)群體分別和國內(nèi)材料及亞洲國外材料相對(duì)應(yīng)，說明大豆從我國引入亞洲其它國家后育種方向的差異導(dǎo)致了群

5、體遺傳結(jié)構(gòu)的根本性差異。因此需要分開研究。 3.對(duì)我國黃淮和南方187份育成品種(群體1)SSR標(biāo)記基因型數(shù)據(jù)進(jìn)行成對(duì)位點(diǎn)連鎖不平衡、群體結(jié)構(gòu)和耐淹性3個(gè)性狀與標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析，結(jié)果表明：(1)該群體按遺傳結(jié)構(gòu)分為7個(gè)亞群，群體存在LD(Linkage Disequilibrium)，不平衡成對(duì)位點(diǎn)所占比例較大(48.63％)，LD衰減速率較快。(2)檢測(cè)到與3個(gè)耐淹性狀關(guān)聯(lián)位點(diǎn)14個(gè)(Satt681、Satt373、Satt65

6、9等)，同一位點(diǎn)與2個(gè)或3個(gè)性狀關(guān)聯(lián)，表明3個(gè)耐淹性狀之間確有相關(guān)性.與前人結(jié)果比較無相同位點(diǎn)。(3)分別篩選出耐淹3個(gè)性狀QTL的6個(gè)、10個(gè)和8個(gè)優(yōu)異等位變異；優(yōu)選出合豆2號(hào)、黔豆3號(hào)、誘變31和南農(nóng)493-1等具有較多優(yōu)異等位變異的載體材料。因此可通過聚合大豆優(yōu)異基因提高耐淹性。 4.對(duì)亞洲地區(qū)國外104份材料(群體2)的耐淹性狀與SSR標(biāo)記關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)：(1)與3個(gè)耐淹性狀關(guān)聯(lián)位點(diǎn)6個(gè)，(Sct.033、Satt186、

7、Satt269等)累計(jì)14個(gè)；存在同一位點(diǎn)與2個(gè)或者3個(gè)性狀有關(guān)聯(lián)。部分關(guān)聯(lián)位點(diǎn)與群體定位結(jié)果一致。(2)分別篩選出耐淹3個(gè)性狀QTL的8個(gè)、6個(gè)和8個(gè)優(yōu)異等位變異，優(yōu)選出PI208432、PI377576和PI481690等具有2個(gè)以上優(yōu)異等位變異的耐淹典型載體材料。 同時(shí)還對(duì)群體2的百粒重、蛋白質(zhì)和脂肪含量進(jìn)行了與SSR標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析，與百粒重、蛋白質(zhì)和脂肪關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)有21個(gè)，點(diǎn)累計(jì)29個(gè)。篩選出百粒重、蛋白質(zhì)和脂肪性狀QT

8、L優(yōu)異等位變異6個(gè)、8個(gè)和13個(gè)，獲得PI175187、PI165926和PI210351A等優(yōu)異載體材料。 5.本研究同時(shí)探索了半淹脅迫下的耐淹性遺傳，選用“蘇88-M21(較耐)×新沂小黑豆(高度敏感)”衍生的176個(gè)重組自交系(NJRISX)為材料，采取V2期保持土壤表層5-7cm水層淹水處理20天研究大豆耐淹性遺傳規(guī)律。結(jié)果表明：(1)對(duì)8個(gè)可能和耐淹性有關(guān)性狀中，確定相關(guān)性較高的3個(gè)(株高變量、葉齡和熟期株高)耐淹指數(shù)

9、的均值評(píng)價(jià)家系耐淹性。(2)主基因+多基因混合遺傳模型分析結(jié)果表明耐淹性受2對(duì)具有重疊作用的連鎖主基因控制，并存在多基因互作。主基因遺傳率為62.83％。(3)利用國家大豆改良中心提供的遺傳圖譜，采用Win QTL Cartographer2.5開展了大豆耐淹的QTL定位研究。結(jié)果表明耐淹性存在超親變異，家系間差異顯著。利用CIM和MIM法共同檢測(cè)到2個(gè)穩(wěn)定位點(diǎn)，均位于連鎖群L2上satt229-satt527和satt527-sat2