野生大豆與栽培大豆遺傳關(guān)系研究.pdf

1、栽培大豆是由一年生近緣野生大豆馴化而來。野生大豆具有高蛋白、多莢、多粒和抗逆性強(qiáng)等眾多突出的優(yōu)良性狀，可以作為栽培大豆的優(yōu)良基因源。另一方面，遺傳基礎(chǔ)狹窄是我國大豆育種面臨的首要問題，野生大豆以其豐富的遺傳多樣性為大豆育種的突破提供了重要契機(jī)。從形態(tài)及生理、細(xì)胞遺傳特點(diǎn)及分子遺傳等多個方面研究野生大豆的分化差異和遺傳關(guān)系是大豆進(jìn)化研究與野生大豆資源開發(fā)的重要前提。本文通過以下四個方面進(jìn)行了研究： 1.野生大豆和栽培大豆農(nóng)藝性狀的

2、雜交優(yōu)勢研究 對野生大豆和栽培大豆雜交組合F2代進(jìn)行農(nóng)藝性狀調(diào)查分析，重點(diǎn)是生長習(xí)性、光合作用、百粒重、籽粒蛋白質(zhì)及脂肪含量五個性狀，以探討野生大豆和栽培大豆雜種優(yōu)勢及遺傳規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)：F2代中分離出少數(shù)直立的植株；百粒重、蛋白含量、油份含量在F2群體中分離廣泛，三個指標(biāo)均表現(xiàn)了一定程度的中親優(yōu)勢，野生大豆小粒性和低脂性的性狀得到緩解；野生大豆的光補(bǔ)償點(diǎn)和弱光下光合速率較高的特征表現(xiàn)出了陰生植物的特點(diǎn)，野生大豆和栽培大豆雜交組

3、合F2群體在鼓粒期的光合速率呈正態(tài)分布，并分離出了超高親的植株。 2.野生大豆和栽培大豆雜交F1代的細(xì)胞遺傳學(xué)觀察 運(yùn)用細(xì)胞遺傳學(xué)研究兩者可交性(crossability)、雜交后代可育性(hybridviability)以及雜交F1代花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂染色體行為。通過觀察發(fā)現(xiàn)野生大豆和栽培大豆雜交F1代二價體數(shù)目為20個。F1的花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂中染色體的行為是規(guī)則的，而且品種間并無顯著差異?；ǚ勰讣?xì)胞從分裂期轉(zhuǎn)入發(fā)育

4、期以后出現(xiàn)了花粉的部分?jǐn)∮F(xiàn)象。 3.基于SSR技術(shù)的野生大豆與栽培大豆親緣關(guān)系鑒定和遺傳偏向性研究 利用SSR分子標(biāo)記技術(shù)對10個野生大豆與栽培大豆品種進(jìn)行親緣關(guān)系鑒定。野生大豆和栽培大豆在分子上分為兩個類群，種間遺傳距離較大。經(jīng)鑒定ZDD03651是野生大豆和栽培大豆的過渡類型，野14與其他野生親本和栽培親本有較遠(yuǎn)的親緣關(guān)系。野生大豆和栽培大豆雜交后，F(xiàn)2分離群體具有顯著的偏分離現(xiàn)象，并且存在栽培親本(母本)的分離偏

5、向性，群體與母本的遺傳相似性程度較高。 4.野生大豆和栽培大豆基因表達(dá)模式對比 開發(fā)了針對EST文庫進(jìn)行表達(dá)模式分析的生物信息學(xué)分析軟件---ESTminer，并將其應(yīng)用于野生大豆和栽培大豆基因表達(dá)模式對比。從公共數(shù)據(jù)庫中選取一周齡的栽培大豆和野生大豆，以及干旱脅迫的栽培大豆三個EST文庫(共計15437條序列)為研究對象，該軟件將打偶EST序列與擬南芥蛋白質(zhì)組比對，采用MIPS基因分類體系(The MIPS funct

6、ional categories)進(jìn)行基因功能分類。通過對三個EST文庫進(jìn)行了基因表達(dá)譜和功能譜的比較，發(fā)現(xiàn)干旱脅迫栽培大豆在與野生大豆基因表達(dá)模式更為相近，正常生長狀態(tài)的栽培大豆幼苗中能量代謝以及碳素代謝(碳水化合物及脂肪代謝)等相關(guān)基因強(qiáng)化表達(dá)；野生大豆和干旱脅迫下的栽培大豆在氮素代謝的相關(guān)基因表達(dá)量較高存在多樣化的抗逆相關(guān)的高表達(dá)或特異表達(dá)的基因；栽培大豆的表觀遺傳相關(guān)基因表達(dá)水平高于野生大豆，而蛋白質(zhì)儲存、蛋白酶抑制劑、含硫氨基