大豆生育期的遺傳變異、QTL定位和關(guān)聯(lián)分析.pdf

1、大豆是典型的光溫反應(yīng)敏感作物，需培育多種類(lèi)型的大豆品種以適應(yīng)不同生態(tài)環(huán)境。中國(guó)作為栽培大豆的起源地，具有豐富的大豆種質(zhì)資源。研究、鑒定和篩選優(yōu)異的大豆種質(zhì)資源，可以為大豆新品種培育提供基礎(chǔ)材料。在前人對(duì)大豆的光溫反應(yīng)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討大豆光溫反應(yīng)的衡量指標(biāo)，篩選光溫鈍感材料，研究生育期性狀的遺傳機(jī)制，發(fā)掘特異等位變異，對(duì)廣適應(yīng)性大豆品種的培育具有重要的理論與實(shí)踐意義。
　　 本研究進(jìn)行了大豆光溫反應(yīng)的遺傳變異研究、生育期性

2、狀的QTL定位和關(guān)聯(lián)分析，主要研究結(jié)果如下:
　　 1.大豆光溫反應(yīng)的遺傳變異研究選用來(lái)自中國(guó)六個(gè)生態(tài)區(qū)的388份地方品種和361份育成品種以及73份國(guó)外引進(jìn)品種，采用分期播種，以不同播期下生育期天數(shù)間的變異系數(shù)（即光溫反應(yīng)值）作為衡量參試大豆資源光溫反應(yīng)的指標(biāo)，進(jìn)行大豆光溫反應(yīng)遺傳變異的分析和鈍感資源篩選。參試的國(guó)內(nèi)外大豆品種資源的生育前期、生育后期和全生育期的光溫反應(yīng)均存在很大變異，光溫反應(yīng)值的變異范圍分別為4.71％～52

3、.81％、3.44％～44.56％和1.99％～37.54％。參試的三種資源類(lèi)型中，我國(guó)育成品種和國(guó)外引進(jìn)品種生育前期的光溫反應(yīng)值集中在8％～28％之間，分別占參試品種的91％和90％，我國(guó)地方品種生育前期的光溫反應(yīng)值主要集中在16％～48％之間，占參試品種的95％。以參試品種總數(shù)的5％為基準(zhǔn)，從822份參試材料中遴選出生育前期、生育后期和全生育期光溫反應(yīng)鈍感材料各41份。遴選到的生育前期光溫鈍感材料和全生育期光溫鈍感材料中，我國(guó)地方品

4、種和育成品種主要來(lái)源于生態(tài)Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)。遴選到的生育后期光溫鈍感材料中，我國(guó)育成品種主要來(lái)源于生態(tài)Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)，而地方品種則在六個(gè)生態(tài)區(qū)中均有分布。
　　 2.生育期性狀的QTL定位利用NJRIKY和NJRIWT兩個(gè)重組系群體及其親本為材料，應(yīng)用WinQTL Cartographer Version2.5軟件的復(fù)合區(qū)間作圖法(CIM)對(duì)大豆生育期性狀進(jìn)行QTL定位。
　　 (1) NJRIKY群體的定位
　　 不同播

5、期條件下生育期基本性狀的定位4個(gè)播期條件下檢測(cè)到的與生育期基本性狀相關(guān)的QTL共11個(gè)，累計(jì)25位點(diǎn)（次），涉及LG A2、LG B1、LG C2、LG D1b、LG F2、LG M和LGO7個(gè)連鎖群。在4個(gè)播期條件下均檢測(cè)到的主效QTL有兩個(gè)，分別為qFD-O-1和qMD-O-1，且兩者屬于同一位點(diǎn)。位點(diǎn)qFD-O-1在4個(gè)播期中的貢獻(xiàn)率分別為22.51％、21.37％、25.29％和13.44％，位點(diǎn)qMD-O-1在4個(gè)播期中的貢獻(xiàn)

6、率分別為24.19％、20.37％、22.15％和7.04％。位于LG M上的全生育期位點(diǎn)qMD-M-1在一期、二期和三期中均檢測(cè)到，貢獻(xiàn)率分別為12.26％、19.04％和9.90％。
　　 不同生育時(shí)期光溫反應(yīng)值的定位在NJRIKY群體中，3個(gè)生育時(shí)期檢測(cè)到的與光溫反應(yīng)值相關(guān)的QTL位點(diǎn)共8個(gè)，涉及LG B1、LG C1、LG C2、LG D1b和LG O5個(gè)連鎖群，貢獻(xiàn)率的變幅為6.44％-22.31％。其中在連鎖群O上的

7、標(biāo)記區(qū)間Satt331-GMKF082b內(nèi)，檢測(cè)到，一個(gè)在生育前期和全生育期均表達(dá)的QTL位點(diǎn)。
　　 (2) NJRIWT群體的定位
　　 不同播期條件下生育期基本性狀的定位 NJRIWT群體的定位結(jié)果顯示，2年6個(gè)播期總計(jì)檢測(cè)到7個(gè)與生育期性狀相關(guān)的QTLs，累計(jì)21位點(diǎn)（次），涉及LG A2、LG B11、LG D2、LG H、LG J、LG O6個(gè)連鎖群。在春、夏和秋3個(gè)播季條件下均檢測(cè)到的位點(diǎn)有3個(gè)，分別為20

8、06年檢測(cè)到的QTL位點(diǎn)qFD-O-1和qMD-O-1及2007年檢測(cè)到的QTL位點(diǎn)qMD-D2-1。其中位點(diǎn)qFD-O-1和qMD-O-1屬于同一位點(diǎn)。兩年均檢測(cè)到的位點(diǎn)有3個(gè)，分別為qFD-O-1、qMD-O-1和qMD-D2-1，且3個(gè)位點(diǎn)均是在春播條件下檢測(cè)到的。
　　 不同生育時(shí)期光溫反應(yīng)值的定位在NJRIWT群體中，3個(gè)生育時(shí)期兩年共檢測(cè)到7個(gè)與光溫反應(yīng)值相關(guān)的QTLs位點(diǎn)，涉及LG A2、LG B11、LG D2、

9、LG F和LG O5個(gè)連鎖群，貢獻(xiàn)率的變幅為6.57％-16.65％。其中，位點(diǎn)qVRPT_MD-D2-1在兩年中均被檢測(cè)到，2006和2007年的貢獻(xiàn)率分別為6.57％和9.98％。
　　 3.生育期性狀的關(guān)聯(lián)分析選用來(lái)自中國(guó)的275份地方品種為材料，利用從大豆20個(gè)連鎖群上篩選到的118個(gè)SSR標(biāo)記，通過(guò)Structure軟件進(jìn)行群體結(jié)構(gòu)分析，采用TASSEL軟件進(jìn)行生育期性狀與SSR標(biāo)記之間的關(guān)聯(lián)分析。群體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果顯示

10、，275份中國(guó)地方大豆品種群體可分為5個(gè)亞群。生育期性狀與SSR標(biāo)記之間的關(guān)聯(lián)分析結(jié)果顯示，檢測(cè)到與生育期性狀顯著關(guān)聯(lián)的(p＜0.01）的SSR位點(diǎn)40個(gè)，累計(jì)182位點(diǎn)（次）。其中，2006年和2007年均檢測(cè)到的與生育期性狀相關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)19個(gè)，累計(jì)108位點(diǎn)（次）。對(duì)兩年中均檢測(cè)到的位點(diǎn)進(jìn)一步分析，結(jié)果如下:
　　 (1)不同播季條件下與生育期基本性狀關(guān)聯(lián)的SSR標(biāo)記
　　 兩年中均檢測(cè)到的與生育期基本性狀相關(guān)聯(lián)的位

11、點(diǎn)有19個(gè)，累計(jì)96位點(diǎn)（次）。
　　 春、夏、秋播均被檢測(cè)到的與生育前期相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記位點(diǎn)有5個(gè)，分別為Satt335(LG F)、Satt150(LG M)、BE806308(LG B1)、Satt440(LG I)和Satt445(LG O),與全生育期相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記位點(diǎn)有4個(gè)，分別為Satt335(LG F)、Satt307(LG C2)、Satt387(LG N)和Sat_174(LG I)。
　　 春播條件下特有

12、的位點(diǎn)有1個(gè)，為Satt308(LG M)。夏播條件下特有的位點(diǎn)有2個(gè)，分別為Satt307(LG C2)和Satt387(LG M)。秋播條件下所特有的位點(diǎn)有3個(gè)，分別為Satt216(LG D1b)、Satt489(LG C2)和Satt102(LG K)。兩年中均檢測(cè)到的與全生育期關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)中，春播條件下所特有的位點(diǎn)有2個(gè)，分別為Satt496(LG I)和Satt434(LG H)。秋播條件下所特有的位點(diǎn)有3個(gè)分別為Satt28

13、6(LG C2)、Satt445(LGO)和Sat_312(LG C2)。
　　 在春季、夏季和秋季3個(gè)播季條件下，均檢測(cè)到的與生育前期關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)_等位變異有2個(gè)，分別為Satt335_159和BE806308_256。均檢測(cè)到與全生育期關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)_等位變異為Satt335_159。
　　 (2)不同生育時(shí)期與光溫反應(yīng)值關(guān)聯(lián)的SSR標(biāo)記
　　 兩年中均檢測(cè)到的與光溫反應(yīng)值相關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)有5個(gè)，累計(jì)12位點(diǎn)（次）。其

14、中，與生育前期光溫反應(yīng)值關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)有3個(gè)，為Satt150(LGM)、Satt308(LG M)和Satt440(LG I);與生育后期光溫反應(yīng)值關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)僅有1個(gè)，為Satt440(LG I);與全生育期光溫反應(yīng)值關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)有2個(gè)，為AW310961(LG J)和Satt307(LG C2)。
　　 進(jìn)一步分析兩年均檢測(cè)到的特異位點(diǎn)的等位變異，獲得一批不同生育時(shí)期光溫反應(yīng)鈍（敏）感的優(yōu)異等位變異以及相應(yīng)的載體材料，為大豆的光溫