扁豆分子遺傳圖譜構(gòu)建、主要農(nóng)藝性狀QTL定位及花序發(fā)育的生理學(xué)研究.pdf

1、扁豆(Lablab purpureus(L.))Sweet是一種古老的作物,其品質(zhì)優(yōu)良,營養(yǎng)價(jià)值高,用途廣泛。它可以用作糧食、蔬菜和草料。在我國南方地區(qū),扁豆主要用作鮮莢蔬菜和草藥,具有很大的栽培面積。目前,我國扁豆生產(chǎn)存在產(chǎn)量小、品質(zhì)低的問題。如何提高扁豆的產(chǎn)量和品質(zhì)一直困擾著育種工作者。本試驗(yàn)室經(jīng)過多年的扁豆栽培觀察,發(fā)現(xiàn)扁豆花序性狀是決定扁豆產(chǎn)量的主要因素之一,果實(shí)性狀是構(gòu)成扁豆品質(zhì)和商品性的重要因子,生育期性狀影響扁豆產(chǎn)量和品質(zhì)

2、。因此本課題對扁豆的花序性狀、果實(shí)性狀和生育期性狀等農(nóng)藝性狀進(jìn)行QTL定位以及對花序的分化、發(fā)育進(jìn)行了形態(tài)學(xué)研究。
　　 本試驗(yàn)使用花序等性狀差異大的扁豆農(nóng)家品種‘眉豆201-2’ב南匯23’的F2群體構(gòu)建了一張扁豆遺傳連鎖圖譜。圖譜包含131個標(biāo)記位點(diǎn),其中122個RAPD分子標(biāo)記位點(diǎn),9個形態(tài)標(biāo)記。整個圖譜由14個連鎖群構(gòu)成,涵蓋1302.4 cM,平均間距9.9 cM。在F2群體和F3株系中,應(yīng)用復(fù)合區(qū)間作圖法,重點(diǎn)對花

3、軸長度、花序長度、花序至葉腋間的花梗長度、葉腋到第一朵花的花梗長度、花序兩端花間的花梗長度、花序節(jié)數(shù)、花節(jié)間距、初花節(jié)位和最低花節(jié)9個花序性狀進(jìn)行QTL定位,共檢測出49個QTL,分布在10個連鎖群上。有些不同性狀的QTL位于相同的連鎖群區(qū)域內(nèi),表明控制花序諸性狀的基因存在基因多效現(xiàn)象。這些QTL在分子標(biāo)記輔助育種中將起到重要的作用。
　　 運(yùn)用貝葉斯模型選擇法,本試驗(yàn)對F2群體的莢長度、莢寬度、莢厚度、開花期、結(jié)莢期、成熟期和

4、兩年F3株系的果實(shí)和生育期8個農(nóng)藝性狀:莢長度、莢寬度、莢厚度、莢面積、莢體積、開花期、結(jié)莢期和成熟期進(jìn)行了QTL定位,并在F3株系中檢測了QTL與環(huán)境的互作效應(yīng)(OEs)。結(jié)果表明,當(dāng)閾值21nBF設(shè)定為2.1時,在F2群體中共檢測到21個主效QTL和22對上位性效應(yīng)。主效OTL的表型變異量在2.8％至9.6％之間變化。在F3株系中,8個性狀共檢測到30個主效OTL,分布在9個連鎖群上,其貢獻(xiàn)率均較小。同時,還檢測到24對上位性效應(yīng),

5、其貢獻(xiàn)率比主效QTL和QEs的大。在所有的主效OTL中,有13個主效QTL與環(huán)境間存在互作關(guān)系。環(huán)境對果實(shí)性狀影響較小,但對生育期性狀影響較大。此外,有些檢測到的主效QTL和QEs存在一因多效現(xiàn)象。在F2群體中,有兩個主效QTL表現(xiàn)出基因多效性。在F3株系中,存在4個多效性O(shè)TL和2個多效性QEs。在這些多效性位點(diǎn)中,有2個主效QTL在三個世代中均能檢測到。分別是第4連鎖群上同時影響開花期和成熟期性狀的主效OTL；第6連鎖群上同時影響開

6、花期、結(jié)莢期和成熟期三個性狀的主效QTL。這些多效性基因具有穩(wěn)定性,可以應(yīng)用到分子標(biāo)記輔助育種工作中來提高扁豆的產(chǎn)量和商品品質(zhì)。
　　 為了進(jìn)一步的研究扁豆花序性狀對產(chǎn)量的影響,試驗(yàn)以長花序品種‘南匯23’和短花序品種‘眉豆2012’為材料,采用石蠟切片法觀察花序分化和發(fā)育進(jìn)程。結(jié)果表明,兩品種的花序分化過程基本一致。扁豆花序分化始于真葉展平期,止于4葉期。5葉期開始現(xiàn)蕾?；ㄐ蚍只唧w細(xì)分為花序未分化期、花序分化始期、花序分化期

7、、花原基分化期、萼筒分化期、花瓣分化期、雄蕊分化期、雌蕊分化期、花序伸長期。對扁豆
　　 花序軸發(fā)育研究表明,兩扁豆品種的花序軸在花序分化過程中存在顯著差異?！蠀R23’的花序軸寬度從花序分化開始一直大于‘眉豆2012’的花序軸寬度,其花序軸長度從花序分化期后期便小于‘眉豆2012’的花序軸長度?；ㄐ蚍只瓿珊蟮纳L發(fā)育過程中,兩扁豆品種花序軸各性狀的發(fā)育規(guī)律不盡相同,并且‘南匯23’完成花序軸發(fā)育的時間比‘眉豆2012’的長兩