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大豆脂肪酸组分遗传及QTL分析

宋晓昆  
【摘要】: 改良大豆油份的组成是大豆育种目标之一,大豆油中脂肪酸组分的比例不仅影响大豆油的营养价值,而且合理的脂肪酸比例还能延长成品油的货架期。本研究的目的是对育种亲本的脂肪酸组分进行评价,构建作图群体,发掘对脂肪酸组分具有改良作用的QTL,分析QTL间的互作效应和QTL与环境的互作效应。对来自国内外的314份品种的脂肪酸组分的相对含量和蛋白、脂肪的含量进行了测定,分析脂肪酸组分及其与蛋白、脂肪的相关性。评价脂肪酸组分的变异特点,筛选优异品质资源。从中筛选到在五种脂肪酸组分之间均有差异的亲本材料冀豆12和黑豆,构建F2代分离群体及其F2:3,F2:4衍生群体,通过加代得到214个株系的F5代分离群体。选取F2代的前120株作为作图群体。从345对引物中筛选87对在两亲本间有差异的SSR引物,构建连锁图谱,采用复合区间作图法对五种脂肪酸组分进行QTL分析。利用该群体的衍生群体F2:3在海南环境,F2:4在藁城和南皮共三个环境下对所做结果进行重复验证。采用基于混合线性模型的复合区间作图法,联合四个环境下的脂肪酸数据,对影响脂肪酸的QTL的上位效应,显性效应和QTL与环境的互作效应进行了分析和探讨,主要结果如下: 1.我国大豆脂肪酸中亚油酸含量高且稳定,亚麻酸含量变异幅度较大。国外品种油酸含量相对较高;五种脂肪酸组分、蛋白、脂肪间存在相关关系,其中亚麻酸、亚油酸及油酸之间的相关关系比较稳定受环境影响较小。 2.不饱和脂肪酸变异主要来自生态类型内的差异,油酸平均含量以南方春大豆最高,比平均含量最低的长江春大豆高出5.13%;亚油酸平均含量以长江春大豆最高,南方春大豆最低,相差3.58%;亚麻酸平均含量以长江春大豆最高;南方夏大豆最低,相差2.19%;选育品种比地方品种变异有相对减小的趋势。从中筛选出一批优异的种资源。 3.以冀豆12×黑豆构建的F2代群体为分离群体构建了一张SSR标记图谱,该图谱涵盖了公共图谱的14个连锁群,66个标记。共检测到14个影响脂肪酸组分的QTL位点,棕榈酸1个贡献率为52%;硬脂酸3个,贡献率为7%-25%,三个位点在F2代环境下可以解释总的遗传率为32%,在F2:4环境下可以解释总的遗传贡献率为31%;油酸4个QTL,贡献率为4%-20%,四个位点在F2代环境下可以解释总的遗传率为31%,在F2:4代环境下可以解释24%的遗传率;亚油酸2个贡献率分别为12%和24%,在F2代可以解释总的贡献率为36%,在F2:4可以解释总的贡献率11%。亚麻酸4个贡献率为9%-20%,分别位于不同的环境下。其中4个位点在两种以上环境下重复出现,分别是控制棕榈酸的QTL,位于D1a(r2=52%),控制硬脂酸的QTL位于C2(r2=7%),控制油酸的QTL位于A2(r2=19%,)控制亚油酸的QTL位于D1a(r2=24%)。 4.联合四个环境下的数据进行QTL分析,检测到影响硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸的QTL各1个。这4个QTL位点的加效效应和显性效应与环境作用影响达到显著水平,环境互作效应的遗传率分别为6.05%,2.96%,5.54%,2.89%。共检测到2对具有上位效应的位点,其中位于F连锁群sat_133-satt663之间的位点调控O连锁群上satt358 -satt445之间的位点控制硬脂酸的相对含量,位于D1a连锁群上sat_353-sat_468之间的位点调控A1连锁群上的satt684-sat_368之间的位点控制亚油酸的含量,它们的相互作用也受环境影响。


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