栽培和野生大豆雜交后代SSR標(biāo)記鑒定、耐鹽性、GmsSOS1基因克隆及其表達(dá)分析.pdf

1、以栽培大豆品種Lee68、南農(nóng)1138-2、南農(nóng)8831為母本，以逐代人工耐鹽性篩選的栽培和野生大豆雜交組合后代(F5)4076、4111、3060、185株系為父本，設(shè)計了11個回交或三交組合(A-K)，共得到213個單株后代。采用正交設(shè)計建立和優(yōu)化了大豆的SSR-PCR反應(yīng)體系，分析了親本間SSR標(biāo)記的多態(tài)性，并利用親本互補(bǔ)型多態(tài)性標(biāo)記對上述雜種后代進(jìn)行真假鑒定，再以鑒定出的C(Lee68×3060)、G(南農(nóng)1138-2×3060

2、)組合真實后代株系為試驗材料，采用苗期耐鹽系數(shù)、相對生長速率、干物質(zhì)積累量、硫代巴比妥酸反應(yīng)物(TBARS)含量、相對電解質(zhì)滲漏率和凈光合速率(Pn)等指標(biāo)對其耐鹽性進(jìn)行了分析和評價。對部分材料株高、分枝數(shù)、莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)、單株籽粒數(shù)、單株籽?？傊睾桶倭Ｖ氐绒r(nóng)藝性狀進(jìn)行了分析和比較。同時以栽培大豆品種N23674(耐鹽性較弱)、野生大豆種群BB52(耐鹽性較強(qiáng))和它們的雜交后代(4076)作為試驗材料，對大豆質(zhì)膜Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋

3、白基因GmsSOS1全長ORF進(jìn)行了克隆、生物信息學(xué)分析以及NaCl脅迫下mRNA水平的差異響應(yīng)等方面進(jìn)行了初步研究。主要結(jié)果表明:
　　 7個親本間都能找到有效的多態(tài)性SSR標(biāo)記，利用親本互補(bǔ)型SSR標(biāo)記從213個單株后代中鑒定出真實雜種30個。鹽脅迫下，C組合中真實雜種C2、C10、C14株系的苗期耐鹽性系數(shù)、相對生長速率和干物質(zhì)積累量等指標(biāo)均明顯高于母本Lee68，與父本3060相當(dāng);G組合中真實雜種G3、G9株系的苗期耐

4、鹽性系數(shù)、相對生長速率和干物質(zhì)積累量等指標(biāo)均明顯高于母本南農(nóng)1138-2，與父本3060相當(dāng);C組合材料中，母本Lee68品種葉片硫代巴比妥酸含量和相對電解質(zhì)滲漏率均有顯著上升，其余供試材料略有上升，父本3060株系根部硫代巴比妥酸反應(yīng)物(TBARS)含量有顯著上升，其余供試材料略有上升，變化介于雙親本之間。G組合中無論是對照還是鹽處理下，母本南農(nóng)1138-2品種葉片和根部的硫代巴比妥酸反應(yīng)物(TBARS)含量均顯著高于供試其他材料，與

5、對照相比，鹽處理下，上升幅度也大于后代其他株系;兩組合后代株系的凈光合速率(Pn)的下降幅度也顯著低于各自的親本;農(nóng)藝性狀(如株高、分枝數(shù)、莖節(jié)數(shù)、單株莢數(shù)和百粒重等)也多介于雙親之間。這提供了利用SSR分子標(biāo)記和簡易生理指標(biāo)測定相結(jié)合進(jìn)行栽培和野生大豆真假雜種后代鑒定的有效新方法，以及大豆耐鹽種質(zhì)創(chuàng)新的新材料。
　　 用RT-PCR及RACE方法從供試的野生大豆BB52種群、栽培大豆N23674品種及其雜交后代4076株系幼苗

6、材料中分離出大豆Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因(暫命名為GmsSOS1，GenBank登錄號JQ287499)的cDNA，供試3材料中ORF序列完全一致，GmsSOS1的cDNA開放閱讀框為3432 bp，編碼1143個氨基酸?；蚪Y(jié)構(gòu)分析表明，含有23個外顯子，22個內(nèi)含子;氨基酸同源性分析表明，GmsSOS1與葡萄、沙拐棗、番茄、霸王、鹽芥和擬南芥質(zhì)膜型Na+/H+逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的一致性分別為72％，72％，69％，70％,69％和69

7、％;預(yù)測分析表明，GmsSOS1有12個跨膜結(jié)構(gòu)區(qū)域;系統(tǒng)發(fā)育分析表明單子葉植物和雙子葉植物在進(jìn)化上可能存在分異性。實時熒光定量PCR結(jié)果表明:GmsSOS1基因在非鹽脅迫條件下N23674、BB52及雜交后代4076幼苗中均維持較低水平的表達(dá)量，但用150 mM NaCl溶液進(jìn)行24h處理過程中，其在供試3材料幼苗中的表達(dá)量均顯著增強(qiáng)，并且這種誘導(dǎo)效應(yīng)可以隨著處理時間的延長而增大，在處理24h后，表達(dá)量達(dá)到最大，且在根中的表達(dá)量高于葉