大豆遗传图谱构建、重要农艺性状QTL定位及优异基因发掘

【摘要】： 遗传图谱是数量性状基因定位(QTL)、基因图位克隆、比较基因组学研究以及分子标记辅助育种等的基础。大豆是由古四倍体演变而来的二倍体自花授粉作物,种内遗传变异程度低,基因组较大并含有广泛的复制区和丰富的重复序列,染色体又很小,难于进行细胞遗传学研究,这使得大豆遗传作图研究明显落后于其它作物。随着新的DNA标记技术的发展与应用,大豆基因组研究中存在的一些固有困难得以克服,从而大大加快了大豆基因组的研究步伐,目前其进展已趋近于其它的重要作物。本文的主要研究结果如下: 1.选用全国种植时间最长(20多年)且累计种植面积最大(达1.8亿亩)的栽培大豆品种合丰25(G. max)为母本,高蛋白、结荚多的半野生大豆新民6号(G. Gracilus)为父本杂交得到的F2:8代122个重组自交系群体(ZKS-HX),利用124个SSR标记对大豆RIL群体的遗传组成分析表明:父母本对群体的遗传贡献分别为0.529和0.471,两个亲本在群体中的分离比例相近,总体上未出现严重的偏离1: 1的分离比例,群体各家系基因型组成近似符合正态分布,适合遗传作图研究。 2.利用ZKS-HX群体构建了一张含有124个SSR标记、1个EST-SSR标记、3个形态学标记的大豆遗传图谱。该图谱覆盖基因组长度为2348.3 cM,标记间平均距离为18.3cM。每个连锁群长度范围为15.1～195.9 cM之间,标记数范围2～10个。将控制核转运因子的EST-SSR标记Contig-139定位于LG14-G连锁群上,与Sat_141的遗传距离为20.7cM;控制茸毛色(Pb)基因定位于LG06-C2连锁群上,与Sat_402的遗传距离为39.6cM;控制叶耳色(Le)、花色(W)基因定位于LG12-F连锁群上,它们间的遗传距离为9.9 cM,与两边的Satt348、Sat_240标记遗传距离分别为13.3 cM和10.5 cM。这是首次报道控制大豆叶耳颜色的基因定位。 3.应用复合区间作图法对蛋白质含量、脂肪含量、产量、百粒重、生育期等5个数量性状进行QTL定位和遗传效应分析,分别检测到控制这些性状的4、4、1、2、5个共16个QTL位点,遗传贡献率在7.4%-33.7%之间。其中遗传贡献率较大的主效QTL有分别位于I连锁群上Satt562-Sat_219、Sat_219-Satt496、Sat_219-Satt496区间的3个控制蛋白质含量的QTL位点,其遗传贡献率分别达29.15%、33.7%和31.67%,均为来自于母本合丰25的加效基因;还有位于O连锁群上Satt477-Satt331、Satt331-Satt153区间的2个控制生育期QTL位点,其遗传贡献率分别达24.69%和24.96%,也是来自于