野生大豆與栽培大豆遺傳關系研究.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。從形態(tài)及生理、細胞遺傳特點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系是大豆進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代進行農(nóng)藝性狀調(diào)查分析，重點是生長習性、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；野生大豆的光補償點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，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代的細胞遺傳學觀察 運用細胞遺傳學研究兩者可交性(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勰讣毎麖姆至哑谵D(zhuǎn)入發(fā)育

4、期以后出現(xiàn)了花粉的部分敗育現(xiàn)象。 3.基于SSR技術的野生大豆與栽培大豆親緣關系鑒定和遺傳偏向性研究 利用SSR分子標記技術對10個野生大豆與栽培大豆品種進行親緣關系鑒定。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的親緣關系。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模式對比 開發(fā)了針對EST文庫進行表達模式分析的生物信息學分析軟件---ESTminer，并將其應用于野生大豆和栽培大豆基因表達模式對比。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)進行基因功能分類。通過對三個EST文庫進行了基因表達譜和功能譜的比較，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)等相關基因強化表達；野生大豆和干旱脅迫下的栽培大豆在氮素代謝的相關基因表達量較高存在多樣化的抗逆相關的高表達或特異表達的基因；栽培大豆的表觀遺傳相關基因表達水平高于野生大豆，而蛋白質(zhì)儲存、蛋白酶抑制劑、含硫氨基