大豆產(chǎn)量相關(guān)性狀的遺傳與穩(wěn)定性分析及QTL定位研究.pdf

1、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)始終是大豆育種的主要目標(biāo)，但產(chǎn)量相關(guān)性狀遺傳復(fù)雜、易受環(huán)境影響，表型選擇效率不高而限制了產(chǎn)量相關(guān)性狀的遺傳改良。分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展使得在分子水平上對大豆產(chǎn)量相關(guān)性狀進(jìn)行遺傳改良成為可能，但前提是要發(fā)現(xiàn)與產(chǎn)量相關(guān)性狀緊密相關(guān)的QTL位點。 目前，國內(nèi)外有關(guān)大豆產(chǎn)量相關(guān)性狀的QTL定位研究趨向于進(jìn)行多年多點田間試驗，有關(guān)大豆產(chǎn)量相關(guān)性狀穩(wěn)定性研究主要停留在傳統(tǒng)數(shù)量遺傳學(xué)研究階段，因此，對大豆產(chǎn)量相關(guān)性狀進(jìn)行穩(wěn)定性分析，并深

2、入研究其數(shù)量遺傳學(xué)特征，十分必要。本研究以中豆29和中豆32通過雜交和連續(xù)自交形成的大豆重組自交系群體為研究材料，采用植物數(shù)量性狀新模型和分子標(biāo)記技術(shù)為研究手段，對大豆產(chǎn)量相關(guān)性狀進(jìn)行遺傳與穩(wěn)定性分析及QTL定位研究，取得的主要結(jié)果如下： 通過4種環(huán)境下的田間試驗，利用數(shù)量性狀主基因+多基因混和遺傳模型對大豆重組自交系群體的產(chǎn)量相關(guān)性狀進(jìn)行遺傳分析，結(jié)果表明：主莖節(jié)數(shù)和長分枝符合多基因模型，短分枝符合2～3對主基因+多基因模型，

3、株高、一粒莢、三粒莢、四粒莢、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)和每莢粒數(shù)均符合2對主基因+多基因模型，二粒莢符合3對主基因+多基因模型。對各遺傳模型的一階及二階遺傳參數(shù)的估算表明：株高、主莖節(jié)數(shù)、長分枝和短分枝的遺傳主要受多基因控制，一粒莢、二粒莢、三粒莢、四粒莢、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)和每莢粒數(shù)的遺傳主要受主基因控制。 利用SSR、AFLP、SRAP和形態(tài)標(biāo)記構(gòu)建了一張大豆遺傳連鎖圖譜，該圖譜包含27個連鎖群，共計227個標(biāo)記，遺傳距離1310

4、.88cM，平均標(biāo)記間距為5.77cM。根據(jù)錨定的SSR標(biāo)記，該圖譜中的26個連鎖群可以和公共圖譜上相應(yīng)的連鎖群對應(yīng)，且SSR標(biāo)記在連鎖群上的排列順序和公共圖譜一致，距離相當(dāng)。 采用復(fù)合區(qū)間作圖法，在6種環(huán)境下對14個大豆產(chǎn)量相關(guān)性狀進(jìn)行了QTL定位，共檢測到154個QTL，分布于21個連鎖群中。其中位于15號(F)連鎖群EA2MC8-2～Satt554標(biāo)記區(qū)間的qPH-15-1；19號(I)連鎖群LS～Sat_268標(biāo)記區(qū)間的

5、qDP-19-1、qTP-19-1、qFP-19-1、qNSP-19-1和qSW-19-1，在5～6種環(huán)境中均被重復(fù)檢測到，且解釋了較大的遺傳變異，為穩(wěn)定主效QTL。對QTL定位結(jié)果與模型分析結(jié)果的比較分析表明，控制相關(guān)性狀的主效基因數(shù)基本相似，但QTL定位分析中檢測到的主要基因的數(shù)目通常大于模型分析所檢測到的主基因的數(shù)目。 利用6種環(huán)境下估算的Shukla穩(wěn)定性方差對大豆產(chǎn)量相關(guān)性狀的穩(wěn)定性進(jìn)行了QTL定位分析。采用復(fù)合區(qū)間作

6、圖法，共定位到株高、長分枝等7個性狀共19個QTL，分布于8、13、15等7個連鎖群中。其中與株高穩(wěn)定性相關(guān)的QTL共檢測到2個，分布于15和20連鎖群；與長分枝穩(wěn)定性相關(guān)的QTL共檢測到2個，分布于24號連鎖群不同的標(biāo)記區(qū)間；與總分枝穩(wěn)定性相關(guān)的QTL共檢測到3個，分布于20和26號連鎖群；與三粒莢穩(wěn)定性相關(guān)的QTL共檢測到5個，分布于8、19和20號連鎖群；與四粒莢穩(wěn)定性相關(guān)的QTL共定位到2個，分布于15號和19號連鎖群；與單株莢

7、數(shù)穩(wěn)定性相關(guān)的QTL共定位到1個，位于20號連鎖群；與百粒重穩(wěn)定性相關(guān)的QTL共定位到4個，位于13、19和26號連鎖群。其中位于19號(I)連鎖群的LS～Sat_268標(biāo)記區(qū)間聚集了與三粒莢、四粒莢和百粒重穩(wěn)定性相關(guān)的3個QTL，該區(qū)間同時也檢測到了與三粒莢、四粒莢和百粒重相關(guān)的主效QTL，這可能是三粒莢、四粒莢和百粒重相關(guān)主效QTL對其性狀的穩(wěn)定性起到了重要作用。 本研究構(gòu)建的大豆分子連鎖圖譜為后續(xù)相關(guān)性狀的QTL定位奠定了