大豆低聚糖與白粉病的遺傳分析及相關(guān)基因分子標(biāo)記.pdf

1、大豆低聚糖是碳水化合物的一類，約占大豆籽粒干物質(zhì)的10％左右，主要包括蔗糖、水蘇糖、棉籽糖以及微量的葡萄糖、果糖。大豆品種間各低聚糖組分含量差異較大。大豆低聚糖除能提高種子的耐脫水性，還是重要的雙歧功能因子之一，具有對(duì)人體有益的生理功能，是一種很有發(fā)展前景的功能性食品。根據(jù)不同大豆食品加工的要求，培育專用優(yōu)質(zhì)耐逆性強(qiáng)的大豆品種已成為重要的育種目標(biāo)之一。本論文利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，對(duì)五種大豆低聚糖進(jìn)行了QTL定位，通過(guò)分子標(biāo)記輔助選擇，

2、加快大豆低聚糖專用加工品種選育進(jìn)程。
　　 大豆白粉病是由真菌所引起的一種世界性常見(jiàn)病害，寄主被白粉菌侵染后，呼吸作用明顯增強(qiáng)，蒸騰強(qiáng)度增加，光合效率則降低，嚴(yán)重阻礙植物正常生長(zhǎng)發(fā)育。白粉病為多循環(huán)病害，病害的潛育期短，一個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)可繁殖多代，并且繁殖率高，傳播速度快。在合適氣候和環(huán)境條件下，有可能大范圍發(fā)生且流行快，嚴(yán)重影響大豆生產(chǎn)，并造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。選育抗病品種是最有效的防治措施之一，通過(guò)抗病基因的分子標(biāo)記，可輔助選擇抗

3、白粉病品種(系)，提高抗病育種效率。
　　 本研究對(duì)糖分、蛋白、脂肪、磷含量及籽粒大小等12類特異性類型的25個(gè)大豆品種(系)，進(jìn)行五種低聚糖含量測(cè)定，探討不同類型的大豆品種低聚糖含量變異趨勢(shì)。以抗大豆白粉病、小粒(百粒重8克)、高水蘇糖大豆品系V97-3000為母本，以感大豆白粉病、大粒(百粒重20克)、低水蘇糖大豆品系V99-5089為父本，配制雜交組合，構(gòu)建F2代分離群體。研究五種大豆低聚糖、百粒重相關(guān)QTL及大豆白粉病遺

4、傳分析及相關(guān)基因的分子標(biāo)記。本論文包括以下3方面研究?jī)?nèi)容：
　　 1.不同類型大豆品種低聚糖含量分析及親本篩選
　　 本研究采用HLPC方法，測(cè)定12類具有不同質(zhì)量性狀特性的25個(gè)大豆品種(系)的低聚糖組分。研究結(jié)果表明籽粒的果糖含量極低；葡萄糖、棉籽糖含量較低；蔗糖、水蘇糖含量較多，為籽粒中低聚糖組分的主要貯存態(tài)。在5種低聚糖中，水蘇糖含量變異范圍最大。根據(jù)5種低聚糖及總糖含量將23個(gè)供試材料聚為5類，通過(guò)類間低聚糖含

5、量比較，篩選到3份特異材料：第2類群中的SS02-15464為低亞麻酸、高水蘇糖材料，利于作為功能食品加工原料；第1類群的V97-3000為高水蘇糖材料；第5類群的V99-5089為低水蘇糖材料。結(jié)合構(gòu)建群體親本選擇原則，選擇在籽粒大小、抗感白粉病及水蘇糖含量等方面有差異的V97-3000及V99-5089作為親本，構(gòu)建F2群體進(jìn)行大豆低聚糖組分相關(guān)QTL定位及抗白粉病分子標(biāo)記研究。
　　 2.大豆低聚糖組分及百粒重QTL定位研

6、究
　　 本研究利用1015對(duì)SSR標(biāo)記，根據(jù)父母本基因型篩選到106個(gè)多態(tài)標(biāo)記。利用多態(tài)SSR檢測(cè)F2群體基因型，根據(jù)帶型信息構(gòu)建了標(biāo)記間的連鎖圖，得到19個(gè)連鎖群，包含81個(gè)標(biāo)記。利用公共圖譜信息，將未連鎖的標(biāo)記，整合為含有106個(gè)標(biāo)記，20個(gè)連鎖群的遺傳圖譜。利用Qgene及WinQTLCart2.5定位到一致的大豆低聚糖組分相關(guān)QTL位點(diǎn)共11個(gè)：其中1個(gè)葡萄糖含量QTL，命名為QTL-1G，位于E連鎖群上，相關(guān)標(biāo)記為S

7、att598；3個(gè)果糖含量QTL，命名為QTL-1F、QTL-2F、QTL-3F，分別位于連鎖群E、D2和G上，相關(guān)分子標(biāo)記分別為satt598，satt372和satt324；2個(gè)蔗糖含量QTL，命名為，QTL-1Su、QTL-2Su，相關(guān)標(biāo)記為satt680，satt270；棉籽糖含量QTL位點(diǎn)2個(gè)，命名為QTL-1R，相關(guān)標(biāo)記為satt150，QTL-2R相關(guān)標(biāo)記為satt478、satt282；水蘇糖含量QTL位點(diǎn)1個(gè)，命名為Q

8、TL-1St，相關(guān)標(biāo)記為satt635、satt353；2個(gè)總低聚糖含量QTL，命名為QTL-1TS、QTL-1TS，相關(guān)分子標(biāo)記分別為satt150、satt313。水蘇糖含量OTL的效應(yīng)值最大，且加性效應(yīng)為正向，此位點(diǎn)為主效QTL位點(diǎn)。
　　 定位到3個(gè)百粒重QTL，命名為QTL-1SW、QTL-2SW、QTL-3SW，分別位于連鎖群D1a、C1和L上，相關(guān)分子標(biāo)記為satt531，satt565和satt166。
　

9、　 3.大豆抗白粉病的遺傳研究及抗病基因的分子標(biāo)記
　　 本研究利用白粉病菌接種鑒定53個(gè)F2:3家系，采用卡方檢驗(yàn)驗(yàn)證F2代抗病基因的分離比例規(guī)律，得到抗白粉病基因在F2代的分離比例為1:2:1，符合質(zhì)量性狀基因的分離規(guī)律，表明大豆抗白粉病為質(zhì)量性狀，由單基因或寡基因控制。
　　 本研究篩選到與抗白粉病基因相關(guān)的標(biāo)記分別為Satt547、Sat_396和Sat_393。利用Mapmaker3.0軟件，對(duì)抗病基因及相關(guān)

10、多態(tài)分子標(biāo)記進(jìn)行作圖，將抗自粉病基因定位在連鎖群J上，在Satt547及Sat_396之間。在J連鎖群上三個(gè)標(biāo)記及抗白粉病基因(PM resistance gene)的順序?yàn)椋篠att547-PM resistance gene-Sat_396-Sat_393；Satt547與PM resistance gene間的遺傳距離為3.1 cM；PM resistance gene與Sat_396間的遺傳距離為27.5cM；PM resist