與產量有關的大豆株型、光合生理及耐低磷性狀的基因定位.pdf

1、大豆[Glycine max(L．)Merr．]在世界上許多國家或地區(qū)是一種重要的作物，大豆產量改良是大豆育種的重要目標性狀之一。本研究利用國家大豆改良中心構建的兩套大豆RIL群體，抗病NJRIKY群體(科豐1號×南農1138-2)F<,7:11>和株型NJ(SP)BN群體(波高×南農94-156)F<,7:11>，在分析影響產量改良的主導因素的基本上，定位了與產量有關的大豆株型、光合生理與耐低磷性狀的QTL，為大豆產量構成因素的遺傳學

2、解剖，大豆株型、光合生理及耐低磷性狀對產量改良的影響的分析提供了有效的工具。 曲莖是大豆的一個特異株型性狀，在高密度群體下具有較高的產量潛力。本研究利用NJ(SP)BN群體的151個家系定位三個株型性狀的基因及QTL，并鑒定曲莖對大豆幾個主要農藝性狀的影響。結果表明曲莖(sb)和有限生長習性(dt1)基因定位在連鎖群B2和L上，與株高有關的2個主效QTL分別位于L連鎖群上靠近dt1位點和B2-1連鎖群靠近Sb位點，分別可解釋株高

3、表型變異的52.5％和11.6％；此外，2個微效的株高OTL定位在C2和N連鎖群上。在Dt1和Sb位點附近對株高具有負效應的QTL，對產量同樣具有負效應。與正常莖相比，曲莖家系具有較矮的株高、較低的表觀生物產量、表觀收獲指數(shù)，而成熟期間沒有顯著性差異，很顯然曲莖對產量的影響主要是由于降低了株高、表觀生物產量和表觀收獲指數(shù)。 產量始終是大豆品種改良的重要目標之一。本研究利用NJRIKY和NJ(SP)BN群體通過OTL定位和相關分析

4、對大豆表觀生物產量、表觀收獲指數(shù)與產量及其產量相關性狀(株高和熟期)進行了遺傳學剖析。結果表明共在2套重組自交系群體中檢測到40個QTL與這5個農藝、生理性狀有關。其中在C2和L連鎖群上檢測到的QTL與先前的許多報道一致，而在B2和O連鎖群上檢測到的株高、熟期和產量QTL剛在此前報道不多。檢測到的表觀生物產量QTL基本與籽粒產量QTL共位，且共位的QTL加性效應方向相同。在兩套群體中分別檢測到3和4個表觀收獲指數(shù)QTL，分別定位在D1a

5、+Q、C1、C2、E和J連鎖群上。僅在RIL-1群體的C2連鎖群上有1個表觀收獲指數(shù)QTL與表觀生物產量、籽粒產量QTL共位，但共位的QTL加性效應方向相反。而在RIL-2群體的E連鎖群上的表觀收獲指數(shù)QTL與表觀生物產量、籽粒產量QTL共位，且加性效應方向相同。株高、熟期QTL與表觀生物產量和籽粒產量共位性明顯，而與表觀收獲指數(shù)僅NJRIKY群體中有1個位點共位。葉綠素是一種與光合作用有關的色素，與產量密切關聯(lián)。本研究來自NJ(SP)

6、BN群體的151個RI家系檢測與4個不同生育期葉綠素含量(累積量、凈增量)有關的QTL，并分析其與籽粒產量、表觀生物產量和表觀收獲指數(shù)的關系。不同生育期葉綠素累積量OTL定位的結果表明，與葉綠素累積量有關的QTL位于B1、D1a+Q、F、G、H、L和M連鎖群上，每個OTL可解釋表型變異的6.9％～23.4％。V6和R2期沒有檢測到2個年份均表達的QTL，而在R4期檢測到4個在2個年份均表達的QTL(qccF.1、qccG．2、qccH．

7、1和qccM.1)，R6期僅檢測到1個QTL(qccH．1)在2個年份均表達，該QTL在R4也表達。與葉綠素含量凈增量有關的QTL位于B1、B2、G、L和I連鎖群上，其中在B2和L連鎖群上的兩個QTL(qccB2-1和qccL．1)在R2．R4和R4-R6時期均表達，且與2年均表達的籽粒產量OTL共位。這印證了生育后期葉綠素含量與籽粒產量間存在的極顯著正相關。 葉片衰老是植物的一個發(fā)育性狀，對植物體內營養(yǎng)再分配與光合作用具有重要

8、的影響。本研究利用NJRIKY和NJ(SP)BN群體進行了大豆葉片衰老QTL的初步定位，并分析了與產量性狀的相關。初步結果表明：在C1、D1b+w、L和O連鎖群上檢測到了4個與大豆葉片衰老有關的OTL，可解釋表型變異的5.8～13.7％。除RIL-2群體熟期與葉片衰老相關程度較低外，兩個RIL群體中表觀生物產量、籽粒產量、株高和熟期與葉片衰老間均存在顯著或極顯著的正相關；而表觀收獲指數(shù)與葉片衰老間一個群體為極顯著的負相關，另一個群體則表

9、現(xiàn)為極顯著的正相關，這說明在大豆育種中試圖通過選擇延遲葉片衰老有時僅能提高表觀收獲指數(shù)，但是這樣的材料往往產量潛力不高。 光合速率的提高對大豆產量改良具有重要的作用，本研究利用NJ(SP)BN群體對4個光合性狀OTL進行了初步定位。結果表明，大豆籽粒產量與光合速率間存在微弱的正相關，而4個光合性狀間除光合速率與胞間CO<,2>濃度外均為極顯著的正相關。分別檢測到1、2、1和2個OTL位點與光合速率(O連鎖群)、氣孔導度(A1和D

10、1b+w)、胞間CO<,2>濃度(G連鎖群)和蒸騰速率(H和M連鎖群)有關，相互間均不共位，前3個QTL解釋的表型變異略低于10％，而后3個QTL可解釋表型變異的10％以上。 土壤缺磷是一些作物如大豆生產中的主要限制因素。本研究利用NJ(SP)BN群體(151個家系)通過大田和盆栽試驗研究耐低磷有關的性狀，并進行有關性狀的OTL定位。初步結果表明不施磷處理的總干重主要由單株P吸收量決定，而與磷利用效率無關；而單株P吸收量與根干重