大豆生育期的遺傳變異、QTL定位和關聯(lián)分析.pdf

1、大豆是典型的光溫反應敏感作物，需培育多種類型的大豆品種以適應不同生態(tài)環(huán)境。中國作為栽培大豆的起源地，具有豐富的大豆種質資源。研究、鑒定和篩選優(yōu)異的大豆種質資源，可以為大豆新品種培育提供基礎材料。在前人對大豆的光溫反應研究的基礎上，進一步探討大豆光溫反應的衡量指標，篩選光溫鈍感材料，研究生育期性狀的遺傳機制，發(fā)掘特異等位變異，對廣適應性大豆品種的培育具有重要的理論與實踐意義。
　　 本研究進行了大豆光溫反應的遺傳變異研究、生育期性

2、狀的QTL定位和關聯(lián)分析，主要研究結果如下:
　　 1.大豆光溫反應的遺傳變異研究選用來自中國六個生態(tài)區(qū)的388份地方品種和361份育成品種以及73份國外引進品種，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)（即光溫反應值）作為衡量參試大豆資源光溫反應的指標，進行大豆光溫反應遺傳變異的分析和鈍感資源篩選。參試的國內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均存在很大變異，光溫反應值的變異范圍分別為4.71％～52

3、.81％、3.44％～44.56％和1.99％～37.54％。參試的三種資源類型中，我國育成品種和國外引進品種生育前期的光溫反應值集中在8％～28％之間，分別占參試品種的91％和90％，我國地方品種生育前期的光溫反應值主要集中在16％～48％之間，占參試品種的95％。以參試品種總數(shù)的5％為基準，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，我國地方品

4、種和育成品種主要來源于生態(tài)Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)。遴選到的生育后期光溫鈍感材料中，我國育成品種主要來源于生態(tài)Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)，而地方品種則在六個生態(tài)區(qū)中均有分布。
　　 2.生育期性狀的QTL定位利用NJRIKY和NJRIWT兩個重組系群體及其親本為材料，應用WinQTL Cartographer Version2.5軟件的復合區(qū)間作圖法(CIM)對大豆生育期性狀進行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個播期條件下檢測到的與生育期基本性狀相關的QTL共11個，累計25位點（次），涉及LG A2、LG B1、LG C2、LG D1b、LG F2、LG M和LGO7個連鎖群。在4個播期條件下均檢測到的主效QTL有兩個，分別為qFD-O-1和qMD-O-1，且兩者屬于同一位點。位點qFD-O-1在4個播期中的貢獻率分別為22.51％、21.37％、25.29％和13.44％，位點qMD-O-1在4個播期中的貢獻

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qMD-M-1在一期、二期和三期中均檢測到，貢獻率分別為12.26％、19.04％和9.90％。
　　 不同生育時期光溫反應值的定位在NJRIKY群體中，3個生育時期檢測到的與光溫反應值相關的QTL位點共8個，涉及LG B1、LG C1、LG C2、LG D1b和LG O5個連鎖群，貢獻率的變幅為6.44％-22.31％。其中在連鎖群O上的

7、標記區(qū)間Satt331-GMKF082b內，檢測到，一個在生育前期和全生育期均表達的QTL位點。
　　 (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群體的定位結果顯示，2年6個播期總計檢測到7個與生育期性狀相關的QTLs，累計21位點（次），涉及LG A2、LG B11、LG D2、LG H、LG J、LG O6個連鎖群。在春、夏和秋3個播季條件下均檢測到的位點有3個，分別為20

8、06年檢測到的QTL位點qFD-O-1和qMD-O-1及2007年檢測到的QTL位點qMD-D2-1。其中位點qFD-O-1和qMD-O-1屬于同一位點。兩年均檢測到的位點有3個，分別為qFD-O-1、qMD-O-1和qMD-D2-1，且3個位點均是在春播條件下檢測到的。
　　 不同生育時期光溫反應值的定位在NJRIWT群體中，3個生育時期兩年共檢測到7個與光溫反應值相關的QTLs位點，涉及LG A2、LG B11、LG D2、

9、LG F和LG O5個連鎖群，貢獻率的變幅為6.57％-16.65％。其中，位點qVRPT_MD-D2-1在兩年中均被檢測到，2006和2007年的貢獻率分別為6.57％和9.98％。
　　 3.生育期性狀的關聯(lián)分析選用來自中國的275份地方品種為材料，利用從大豆20個連鎖群上篩選到的118個SSR標記，通過Structure軟件進行群體結構分析，采用TASSEL軟件進行生育期性狀與SSR標記之間的關聯(lián)分析。群體結構分析結果顯示

10、，275份中國地方大豆品種群體可分為5個亞群。生育期性狀與SSR標記之間的關聯(lián)分析結果顯示，檢測到與生育期性狀顯著關聯(lián)的(p＜0.01）的SSR位點40個，累計182位點（次）。其中，2006年和2007年均檢測到的與生育期性狀相關聯(lián)的位點19個，累計108位點（次）。對兩年中均檢測到的位點進一步分析，結果如下:
　　 (1)不同播季條件下與生育期基本性狀關聯(lián)的SSR標記
　　 兩年中均檢測到的與生育期基本性狀相關聯(lián)的位

11、點有19個，累計96位點（次）。
　　 春、夏、秋播均被檢測到的與生育前期相關聯(lián)的標記位點有5個，分別為Satt335(LG F)、Satt150(LG M)、BE806308(LG B1)、Satt440(LG I)和Satt445(LG O),與全生育期相關聯(lián)的標記位點有4個，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、的位點有1個，為Satt308(LG M)。夏播條件下特有的位點有2個，分別為Satt307(LG C2)和Satt387(LG M)。秋播條件下所特有的位點有3個，分別為Satt216(LG D1b)、Satt489(LG C2)和Satt102(LG K)。兩年中均檢測到的與全生育期關聯(lián)的位點中，春播條件下所特有的位點有2個，分別為Satt496(LG I)和Satt434(LG H)。秋播條件下所特有的位點有3個分別為Satt28

13、6(LG C2)、Satt445(LGO)和Sat_312(LG C2)。
　　 在春季、夏季和秋季3個播季條件下，均檢測到的與生育前期關聯(lián)的位點_等位變異有2個，分別為Satt335_159和BE806308_256。均檢測到與全生育期關聯(lián)的位點_等位變異為Satt335_159。
　　 (2)不同生育時期與光溫反應值關聯(lián)的SSR標記
　　 兩年中均檢測到的與光溫反應值相關聯(lián)的位點有5個，累計12位點（次）。其

14、中，與生育前期光溫反應值關聯(lián)的位點有3個，為Satt150(LGM)、Satt308(LG M)和Satt440(LG I);與生育后期光溫反應值關聯(lián)的位點僅有1個，為Satt440(LG I);與全生育期光溫反應值關聯(lián)的位點有2個，為AW310961(LG J)和Satt307(LG C2)。
　　 進一步分析兩年均檢測到的特異位點的等位變異，獲得一批不同生育時期光溫反應鈍（敏）感的優(yōu)異等位變異以及相應的載體材料，為大豆的光溫