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大豆品种群体株高、分枝数、主茎节数、茎粗和单株荚数的关联分析

杨胜先  
【摘要】:大豆是富含蛋白质和油份的重要经济作物,大豆产量与大豆农艺性状关系密切,如株高、分枝数、主茎节数。因而,有效分析大豆农艺性状的遗传机制是十分必要的。但是,利用多种不同的关联分析方法来检测多环境下大豆品种群体农艺性状基因座的报道较少。 本研究拟开展:1)以分层随机抽样从全国六个不同地理生态区抽取257份大豆品种为材料,扫描各品种的SSR分子标记信息,以研究大豆品种群体的群体遗传结构、遗传多样性和标记间的连锁不平衡;2)利用2009和2010年江浦农场试验站鉴定的上述品种株高、分枝数、主茎节数、茎粗和单株荚数表型观测值,以及SSR标记信息,通过广义线性模型、改进压缩混合线性模型(E-cMLM)和上位性关联分析(Epistatic association mapping:EAM)三种方法,进行上述五性状的关联分析;3)根据关联分析结果,发掘出表现稳定QTL的优异等位基因,并预测优异杂交组合。其主要结果如下: 1、用PowerMarker3.25软件分析该群体的遗传多样性。结果表明:该大豆栽培品种群体SSR等位变异丰富,共获得891个等位变异,单位点等位基因数目为2至24,平均值为6.6,标准差为3.4;单位点基因多样性为0.0154至0.9201,平均值为0.60,标准差为0.20;单位点多态信息含量为0.0153至0.9146,平均值为0.56,标准差为0.20。 通过STRUCTURE2.2软件将群体分为4个亚群。用TASSEL2.1软件分析分子标记间的连锁不平衡(Linkage Disequilibrium, LD),在135个SSR标记位点的所有组合中,不论是共线性的SSR位点组合,还是非共线性的SSR位点组合之间,都存在一定程度的连锁不平衡;LD位点对的D’随着遗传距离的增加而减小,当标记间遗传距离小于20cM时衰减速率很快,但当遗传距离大于20cM时衰减趋势不明显。 2、用广义线性模型、E-cMLM和EAM三种方法对大豆株高、分枝数、主茎节数、茎粗和单株荚数进行关联分析。结果表明:1)在年份间检测到的稳定表达QTL中,广义线性模型检测到47个,E-cMLM方法检测到10个,EAM方法检测到58个;2)在三种方法间检测到的共同QTL中,广义线性模型和EAM方法检测到15个,广义线性模型和E-cMLM方法检测到1个,广义线性模型、EAM方法和E-cMLM方法检测到1个;3)除了主效QTL外,EAM方法还检测到了1对上位性QTL和32个环境互作QTL 3、在稳定表达的QTL中,发掘出它们的优异等位变异。satt669(145bp)和satt534(152bp)分别是主茎节数增效和减效效应最大的等位变异类型,satt102(154bp)和satt102(157bp)分别是分枝数增效和减效效应最大的等位变异类型,satt382(395bp)和satt534(152bp)分别是茎粗增效和减效效应最大的等位变异类型。 预测了分枝数、主茎节数、茎粗和单株荚数五性状的优异杂交组合,分别为:德清沙韧豆×合肥两塘焦双青豆、南城青皮大豆×合肥两塘焦双青豆、宜兴乌黄豆×冀豆12、南城青皮大豆×合肥两塘焦双青豆,其中合肥两塘焦双青豆可能会同时改良分枝数、主茎节数和单株夹数。


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