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《哈尔滨师范大学》 2010年
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多环境、多遗传背景下不同发育时期大豆籽粒重的QTL分析

韩英鹏  
【摘要】:在不同发育时期、不同环境、不同遗传背景条件下,探索影响大豆籽粒重QTL和QTL的加性效应、上位性效应、环境互作效应及其对大豆籽粒重发育、形成和稳定性表现的影响,可加深大豆育种工作者对产量形成的理解和加速育种进程。本研究目的之一是以美国大豆品种Charleston为母本,东农594为父本及二者杂交所得F_5所衍生的143个F_(5:9)、F_(5:10)和F_(5:11)重组自交系为研究材料,于2004年哈尔滨、2005年哈尔滨、2006年哈尔滨环境条件下,研究不同发育时期(开花后30天到开花后80天)控制大豆籽粒重(用百粒重表示)的非条件和条件QTL及条件QTL遗传效应对大豆籽粒重形成和发育的影响。本研究目的之二是以美国大豆品种Charleston为母本,东农594为父本及二者杂交所得F_5所衍生的143个F_(5:9)、F_(5:10)、F_(5:11)、F_(5:12)、F_(5:13)、F_(5:14)重组自交系为研究材料,于2004年哈尔滨、2005年哈尔滨、2006年哈尔滨、呼兰、绥化、2007年哈尔滨、呼兰、绥化、2008年哈尔滨、2009年哈尔滨等10环境条件下成熟时期定位与大豆籽粒重相关的QTL,分析其加性效应、上位性效应、环境互作效应对大豆籽粒重稳定性的影响。本研究目的之三是利用以合丰25为母本的3个重组自交系(合丰25与Bayfield杂交衍生的144个F_(2:6)、F_(2:7) F_(2:8)重组自交系,合丰25与Conrad杂交衍生的140个F_(2:5)、F_(2:6) F_(2:7)重组自交系,合丰25×Mapple Arrow杂交衍生的117个F_(2:6)、F_(2:7) F_(2:8)重组自交系)为研究材料,于2007年哈尔滨、2008年哈尔滨和2009年哈尔滨环境条件下成熟时期检测控制大豆籽粒重的QTL,分析其加性效应、上位性效应、环境互作效应和遗传背景对大豆籽粒重稳定性的影响。另外,本研究在成熟时期利用主基因+多基因遗传体系,对Charleston×东农594、合丰25×Conrad、合丰25×Maple Arrow、合丰25×Bayfield等4个群体的籽粒重遗传模式进行了分析。结果如下: (1)不同遗传背景和环境条件下大豆籽粒重的遗传模式 1) Charleston×东农594杂交后代群体在2004年至2008年哈尔滨环境条件下大豆籽粒重遗传呈现多基因遗传模型;在2007-2008年呼兰和绥化环境条件下大豆籽粒重呈现2对主基因+多基因遗传模型。 2)合丰25×Conrad杂交群体后代在2007年哈尔滨环境条件下大豆籽粒重遗传呈现2对主基因+多基因遗传模型;2008年、2009年哈尔滨环境条件下大豆籽粒重遗传呈现基因抑制作用。 3)合丰25×Mapple Arrow杂交群体后代在2007年、2008年、2009年哈尔滨环境条件下大豆籽粒重遗传呈现主基因+加性多基因的遗传模型。 4)合丰25×Baybield杂交群体后代在2007年、2008年、2009年哈尔滨环境条件下大豆籽粒重遗传呈现2对主基因+多基因遗传模型。 (2)不同发育时期大豆籽粒重动态QTL分析 1)本研究前期[9]构建了的一个包括164个SSR标记和35个RAPD标记覆盖20个连锁群的遗传图谱,本研究将以此图谱为基础,对不同时期大豆籽粒重发育进行QTL动态分析。 2)一共在12个连锁群上检测得到94个非条件QTL,其中,3个非条件QTL(swCDC2_1,swCDC2_2,swCDC2_4)在2004年、2005年和2006年等3年的不同发育时期都能够都被检测到。另外,一共在12个连锁群上检测到68个条件QTL,其中2个条件QTL(swCDC2_1,swCDC2_2)在2004年、2005年和2006年等3年的相应的发育时期能够被检测到。条件QTL swCDC2_1和swCDC2_2能够在2004年、2005年和2006年等3年从开花后30天到80天等6个发育时期被检测到。 3)在10个连锁群上,共发现17个在不同发育时期具有加性效应和/或加性与环境互作效应的条件QTL。其中,6个条件QTL(swCDA1_2, swCDC2_2, swCDC2_3,swCDD1b_2,swCDL_1,swCDM_1)在不同发育时期起到增加籽粒重的作用,6个条件QTL(swCDA1_1,swCDA2_1,swCDE_1,swCDE_2,swCDF_2,swCDG_1)在不同发育时期起到降低籽粒重的作用;其它条件QTL在不同发育时期起到或促进或阻碍籽粒发育的作用。13个条件QTL在不同发育时期有显著的加性与环境互作效应(ae),其中8个条件QTL(swCDA2_1,swCDC1_1,swCDC2_1,swCDC2_2,swCDD1b_1,swCDD1b_2,swCDD1b_3,swCDF_1)在不同发育时期且在3年都有显著的ae效应。 4)一共35对条件QTL具有加性加性上位性效应或加性加性上位性与环境互作效应。其中,3对条件QTL(swCDC2_1与swCDD1b_2,swCDC2_1与swCDL_1,swCDC2_3与swCDD1b_1)能够在3个发育时期都出现,其它的条件QTL的加性加性上位性效应仅在1个或2个发育时期出现。 (3)不同环境条件下成熟时期大豆籽粒重QTL分析 1)本研究利用前期~([9])构建的分子遗传图谱,在成熟时期10个环境条件下分析与大豆籽粒重相关的QTL。一共检测得到20个与大豆籽粒重相关的QTL。其中,swCDFC2-2(与satt460紧密连锁)能够在其检测的10个环境都被检测出来,其它19个QTL至少能够在3个检测环境条件下被检测出来,这些QTL可用于分子辅助选择育种,培育大豆籽粒重适中的品种。 2)在9个连锁群上,共发现20个在成熟期与籽粒重相关的QTL在不同环境条件下具有加性效应和/或加性与环境互作效应。其中,7个QTL(swCDFA1-1,swCDFA1-3, swCDFC2-2 ,swCDFD1b-1, swCDFE-2,swCDFE-3,swCDFL-2)在不同环境下起到增加籽粒重的作用;4个QTL(swCDFA1-2,swCDFB2-1,swCDFC2-3,swCDFD1a-1)在不同环境条件下起到减少籽粒重的作用,其余9个QTL在不同环境条件下或起到增加籽粒重或起到降低籽粒重的作用。在20个QTL中,有1个QTL(swCDFA1-3)只有加性效应而没有显著的加性与环境互作效应,有9个QTL(swCDFC2-1, swCDFC2-4, swCDFD1a-2, swCDFD1b-2, swCDFE-1, swCDFG-1, swCDFL-1, swCDFN-1, swCDFN-1)只有加性与环境互作效应而没有显著的加性效应,其余10个QTL既有加性效应又有加性与环境互作效应。 3)一共有37对在成熟时期与籽粒重相关QTL具有加性加性上位性效应或加性加性上位性与环境互作效应。其中,15对QTL只具有加性加性上位性与环境互作效应而不具有加性加性上位性效应;其余21对QTL既有加性加性上位性效应又有加性加性上位性与环境互作效应,1对QTL(swCDFE-2与swCDFL-2)只具有加性加性上位性效应。 (4)多遗传背景下成熟时期大豆籽粒重QTL分析 1)本研究利用前期构建的3个遗传连锁图谱[102-104],分别在合丰25×Conrad、合丰25×Maple Arrow、合丰25×Bayfield等3个群体上发现18个、11个、17个与籽粒重相关的QTL,在2个或2个以上群体上重复出现QTL为13个(分别与satt233、satt424、satt583、satt460、satt277、satt383、satt428、satt263、satt302、satt354、satt555、satt527、satt153紧密连锁)。仅有1个QTL能够在2个或2个以上环境条件下重复出现(与satt460紧密连锁)。 2)在合丰25×Conrad、合丰25×Maple Arrow、合丰25×Bayfield等3个群体上分别发现18个、11个、17个QTL具有加性效应,可在2个或2个以上群体重复出现的QTL为13个(分别与satt233、satt424、satt583、satt460、satt277、satt383、satt428、satt263、satt302、satt354、satt555、satt527、satt153紧密连锁),其具有加性效应且能够在多个遗传背景下被发现的。 3)在合丰25×Conrad、合丰25×Maple Arrow、合丰25×Bayfield等3个群体上分别发现39对、16对、20对QTL存在着加性加性上位性互作效应,共有26对具有加性加性上位性效应的QTL在2个或2个以上群体上重复出现。
【学位授予单位】:哈尔滨师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S565.1

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 孟凡奇;棉子含油量多世代遗传分析[D];华中农业大学;2013年
【参考文献】
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9 闫春娟;韩晓增;王树起;王守宇;李海波;王凤仙;;钾对大豆干物质积累、产量及品质的影响[J];大豆科学;2008年01期
10 李修平;韩英鹏;丁俊杰;张淑珍;马文东;李文滨;;与耐大豆疫霉根腐病相关的QTL分析[J];大豆科学;2008年04期
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜淑贞;玉米赤霉烯酮对断奶仔猪的毒性初探及改性蒙脱石的脱毒效应研究[D];山东农业大学;2010年
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10 刘凤楼;大麦成株叶锈病抗性基因的发掘、分子标记及遗传研究[D];西北农林科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘敏;基于SSR、ISSR和RAPD对大豆疫霉菌的遗传多样性研究[D];华中农业大学;2010年
2 林兵;甘蓝型油菜A8连锁群种子含油量QTL簇解析及连锁累赘分析[D];华中农业大学;2010年
3 刘健;甘蓝型油菜C2连锁群种子含油量QTL簇及品质性状的分析[D];华中农业大学;2010年
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9 汪航;“柏拉玛地”玉米大斑病无病斑型抗性基因HtNB的定位[D];华中农业大学;2010年
10 艾青;水稻耐高温遗传基础研究及基因表达谱分析[D];华中农业大学;2009年
【同被引文献】
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2 孟凡钢;富健;王新风;马巍;于志晶;姜兆生;彭辉;王艳霞;;大豆高脂肪组合F_5代脂肪含量遗传及与亲本相关性的研究[J];安徽农业科学;2011年09期
3 张忠臣,战秀玲,陈庆山,滕卫丽,杨庆凯,李文滨;大豆油分和蛋白性状的基因定位[J];大豆科学;2004年02期
4 张代军;周顺启;栾怀海;于凤瑶;辛秀君;胡国华;;高油大豆品种蛋白质和油份积累规律的研究[J];大豆科学;2005年04期
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8 孟凡钢;富健;王新风;马巍;于志晶;;大豆高脂肪组合F_4代脂肪含量遗传及亲本相关性[J];大豆科学;2009年02期
9 王志新;郭泰;吴秀红;郑伟;李灿东;张振宇;刘忠堂;韩世峰;;密度和施肥水平对高产高油大豆合丰55油分含量及产量的影响[J];大豆科学;2011年04期
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1 石从广;油菜EMS诱变群体的构建以及油脂代谢相关基因等位多态性与油脂品质关系的研究[D];浙江大学;2010年
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8 孙君明;丁安林;;大豆加工产品在食品工业中的角色[A];北京食品学会成立二十周年学术论文集[C];1999年
9 邵志刚;杨德旭;刘畅;焦维鹏;高连兴;;大豆输送损伤特征及规律研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
10 欧仕益;曹柏营;米培芝;黄才欢;汪勇;;抗草甘膦转基因大豆中酚类物质研究[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 庆阳市粮食局 粮油质检所提供;大豆的安全储藏技术[N];陇东报;2006年
2 纪正乾;为了大地的丰收[N];消费日报;2008年
3 ;精心育种结硕果 竭诚服务为三农[N];吉林日报;2006年
4 王振纲;霜冻晚降 大豆受益[N];期货日报;2003年
5 王锁军;照我这法种大豆准行[N];山西科技报;2000年
6 ;大豆贮藏有学问[N];齐齐哈尔日报;2005年
7 贾登三 杨国友;收获大豆有讲究[N];农民日报;2002年
8 楚雄州农科所 高廷科;黄豆高产栽培技术[N];云南科技报;2003年
9 黄明;“东创现象”:资源整合催生创新项果[N];工人日报;2006年
10 戈文;田间试验初见成效[N];中国质量报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 陈欢;大豆籽粒不同发育时期基因表达谱的研究[D];吉林农业大学;2012年
2 韩英鹏;多环境、多遗传背景下不同发育时期大豆籽粒重的QTL分析[D];哈尔滨师范大学;2010年
3 张大勇;大豆异黄酮含量的影响因素分析[D];沈阳农业大学;2009年
4 李彦生;菜用大豆食用品质形成及调控研究[D];中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所);2013年
5 王春娥;我国大豆资源豆腐豆乳得率和异黄酮含量的遗传变异及两类性状的QTL分析[D];南京农业大学;2008年
6 宋莉萍;不同时期叶施PGRs对大豆花荚的调控效应[D];黑龙江八一农垦大学;2011年
7 侯金锋;大豆鲜籽粒蔗糖含量的研究及糖代谢相关基因的克隆与功能分析[D];南京农业大学;2012年
8 王业成;摩擦式精密排种器的设计与试验研究[D];沈阳农业大学;2012年
9 王丽群;春大豆种子田间劣变抗性的评价及抗性机理的研究[D];南京农业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶茂颖;净、套作大豆异黄酮积累规律及风干期含量动态变化研究[D];四川农业大学;2010年
2 黄之斌;大豆、玉米籽粒储运过程中压缩、碰撞及剪切特性研究[D];南京财经大学;2013年
3 姜海燕;我国大豆主产区黑龙江省大豆及北京市大豆制品的转基因成分检测研究[D];中国农业大学;2005年
4 高锦枫;异丙草胺在大豆田中的残留动态及水中光降解行为[D];吉林农业大学;2006年
5 唐梅;主动水分亏缺对大豆生长和水分养分利用的影响[D];广西大学;2006年
6 赵玖香;初花期喷施PGRs对大豆生长发育及产量和品质的影响[D];黑龙江八一农垦大学;2008年
7 闫冬生;大豆籽粒基因差异表达模式与杂种优势关系的研究[D];吉林农业大学;2008年
8 宋艳宇;氯嘧磺隆在大豆田的残留动态及其降解菌的特性研究[D];吉林农业大学;2006年
9 于晓波;净套作下不同基因型大豆光合、固氮特性及产量品质的比较研究[D];四川农业大学;2009年
10 岳宏;酸雨对大豆生长发育及产量品质的影响[D];安徽农业大学;2012年
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