不同大豆品种叶片含氮代谢物的变化及SSR标记分析

【摘要】：大豆是世界五大作物之一,是非常重要的植物蛋白质和食用油资源,也是重要的优质工业原料,世界各国均高度重视大豆的综合利用和开发。大豆的经济价值更大程度上取决于其蛋白质的含量,蛋白质含量的高低是衡量大豆品质优劣的重要指标。我国是栽培大豆的起源地,拥有最为丰富的栽培大豆、野生大豆资源。但作为同属的野生大豆和栽培大豆的蛋白质含量具有较大差异,与两者的蛋白质形成机制有重要的关系。野生大豆具有蛋白质含量高、适应性广、抗逆性强等优点,野生大豆这种高蛋白质的特性正是未来高蛋白大豆育种最需要的性状。 本研究选取三类不同蛋白质含量的大豆品种：高蛋白野生大豆、普通野生大豆和栽培大豆,详细分析了大豆品种在不同生育时期叶片含氮代谢物(硝态氮含量、亚硝态氮含量、游离氨基酸含量和可溶性蛋白质含量)以及氮循环中关键酶—硝酸还原酶活性的变化,并对不同蛋白质含量的大豆品种进行SSR分子标记检测。从生理生化角度和分子生物学角度分析不同品种大豆氮代谢的变化规律及高蛋白野生大豆籽粒高蛋白质含量形成的机制。结果如下： 1、在整个生育过程中,幼苗期硝酸还原酶活性和硝态氮含量最高,到成熟期都达到最低值,二者的变化都是基本呈降低趋势的；亚硝态氮含量在成熟期最高,初荚期最低；游离氨基酸含量以盛花期最高；可溶性蛋白质含量在初荚期时达到最高值。 2、在大豆各个生育时期内,苗期叶片硝酸还原酶活性与籽粒蛋白质含量呈负相关,其它时期均呈现正相关；分枝期的亚硝态氮含量和游离氨基酸含量,盛花期和成熟期的可溶性蛋白质含量都与籽粒蛋白含量成极显著正相关；而硝态氮含量与籽粒蛋白质的含量相关性不明显。 3、筛选出的12对SSR引物从24份大豆材料中共检测到87个等位变异,每个SSR位点的等位变异范围为4～10个,平均为7.2500个；有效等位基因总数为60.2196个,平均值为5.0183个,占观察到等位基因数的69.2%;Shannon-weaver指数变化范围为1.2389～2.1662,平均值为1.6933；Nei期望杂合性最高为0.8750,最低为0.6372,平均值为0.7755。 4、24份大豆材料的遗传相似性系数范围：0.000-0.895,其中ZYD00857和ZYD01251遗传相似性系数最大,为0.895,ZYD05610和ZYD01018最低,为0.000。在遗传相似系数为0.165处,NTSYS软件将24份大豆材料聚类为三大类：第一大类,3份栽培大豆、蛋白含量低于和高于45.4%的野生大豆各2份；第二大类,15份蛋白含量超过了45.4%野生大豆及蛋白含量为45.07%的野生大豆ZYD01040；第三类,一份蛋白含量很低的野生大豆ZYD05610。这说明能够通过以SSR标记为基础建立的聚类树状图将多数不同蛋白质含量的大豆种质区分开来。