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《南京农业大学》 2008年
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我国大豆育成品种的遗传多样性,农艺性状QTL关联定位及优异变异在育种系谱内的追踪

张军  
【摘要】:1923—-2005年我国共育成大豆品种1300个,这是我国大豆育种最重要核心的种质资源,揭示其遗传多样性、特异性和群体间遗传关系,可为拓宽我国大豆的遗传基础提供理论依据。本研究选取由378份我国大豆育成品种所组成的代表性样本,加上朝鲜半岛、东南亚和南亚的110份栽培大豆为参照,利用大豆核基因组均匀分布的64个SSR标记分析我国大豆育成品种及亚洲引入大豆品种的遗传多样性,探讨我国大豆育成品种不同群体的遗传特异性与互补性,以及亚洲引入品种对拓宽我国大豆遗传基础的潜在可能性。在此基础上,增加与农艺性状相关的21个SSR标记合计85个标记对378份中的我国黄淮和南方190份有代表性的大豆育成品种基因组进行扫描,检测群体结构、搜索连锁不平衡位点,并采用TASSEL软件的GLM方法对2年有重复田间试验的11个农艺性状QTL进行关联分析,进一步追查产量和品质优异等位变异在黄淮和南方主要大豆育成品种家族系谱中的踪迹。获得主要结果如下。 1.我国大豆育成品种群体遗传丰富度为572个等位变异,平均每个位点等位变异数为8.94个,多态性信息量PIC为0.752。文自翔(2008)利用基本同样标记研究我国大豆地方品种群体、野生大豆群体平均每个位点等位变异数(Simpson指数)分别为16.3个(0.74)、17.6个(0.86)。我国大豆育成品种群体相对于大豆地方品种群体、野生大豆群体,局限在所用的祖先亲本,其遗传基础趋于狭窄,宜拓宽其遗传基础保障未来大豆育种可持续发展。 2.在遗传丰富度和多样性指数基础上提出用群体间特有、特缺、互补等位变异评价我国大豆育成品种亚群间遗传多样性,分省亚群(黑龙江、吉林、辽宁、河南、山东、安徽、北京和江苏)间都存在较多互补等位变异,最多的在辽宁与河南亚群间。分时期亚群随着时间推移旧的等位变异在消失,而新的等位变异不断增加,绝大部分亚群新增加的等位变异多于旧消失的。分省亚群、分时期亚群分类与SSR标记遗传距离聚类间有显著相关,省份分群、时期分群都有其相应的遗传基础。研究结果启示分省亚群间存在的互补等位变异较多,在新品种选育中应加强各省间大豆育成品种种质交流、增加优异基因相互渗透,找到拓宽分省亚群遗传多样性恰当的对象亚群;各分时期亚群有着明显遗传差异,保存过去的大豆育成品种为培育新品种贮备材料。 3.亚洲大豆育成品种群体遗传丰富度为585个等位变异,平均每个位点等位变异数为9.14个,多态性信息量PIC为0.733。SSR标记无根树状遗传关系聚类群体分类将亚洲大豆育成品种归为我国国内与国外2大类群,群体结构研究亚洲全群由2类血缘组成,分别占我国国内和国外2大类群的绝大部分;地理群体间2类血缘组成的差异明显。国外大豆是由中国传播出去的,但是各国特殊的地理生态条件和人工选择,使其与我国国内大豆产生分化。 4.亚洲大豆育成品种地理群体间,即我国东北、我国黄淮、我国南方、朝鲜半岛、东南亚、南亚群体间,存在较多互补等位变异,最多的在我国黄淮与南亚群体间;各地理群体拥有各自特有、特缺的等位变异。国内与国外各群体间以我国南方与东南亚育成品种群体间分化最小;国外群体以东南亚与朝鲜半岛育成品种群体间分化最小;国内群体以我国黄淮与我国南方的育成品种群体分化最小。亚洲大豆育成品种地理群体间具有位点和等位变异的特异性,各群体间可以相互补充的位点及其等位变异甚丰富,利用亚洲引入品种有可能拓宽我国大豆的遗传基础。 5.大豆育成品种群体在公共图谱上不论共线性或非共线性的SSR位点组合广泛存在连锁不平衡(LD),但不平衡程度D’0.5的位点组合数只占总位点组合的1.71%,共线位点D'值随遗传距离的衰减较快。SSR数据遗传结构的分析结果,大豆育成品种群体由7个亚群体组成,矫正后全群体中共有45个位点累计有136个位点(次)与11个大豆农艺性状QTL关联,其中有22个位点(次)与家系连锁定位的QTL区间相重,43个位点(次)2年重复出现。与文自翔(2008)利用大体相同的标记对大豆地方品种群体和野生群体进行关联分析结果只有少数关联位点相同,而大多数关联位点不同。大豆育成品种群体与大豆地方品种群体、野生大豆群体在百粒重、株高等6个性状相同关联位点总数占总位点数的分别为3.3%、3.4%。表明大豆育成品种群体遗传结构的确与大豆地方品种群体、野生大豆群体存在明显差异。 6.我国黄淮和南方的主要大豆育成品种家族58-161、徐豆1号、齐黄1号、南农493-1、南农1138-2的产量优异等位变异追踪结果,系谱祖先具有各自的优异等位变异,在系谱祖先基础上新品种衍生过程中逐步累积了更多的优异等位变异;随着育种轮次的推移,系谱祖先具有的优异等位变异在后育成品种中有较多丢失的表现;大豆高产与低产、各高产品种之间优异等位变异结构差异非常明显;高产品种没有吸纳全部产量优异等位变异,启示大豆产量有进一步改良潜力。
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:S565.1

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