大豆重要农艺性状的QTL定位及中国大豆与日本大豆的遗传多样性分析

【摘要】：提高大豆的产量和品质是解决我国大豆生产问题的一个重要途径。本研究采用SSR标记对中国黄淮地区栽培大豆分离群体进行研究，定位与大豆产量和品质性状相关的QTL。对我国175份高蛋白和高脂肪大豆种质进行蛋白亚基组成和过敏蛋白缺失进行研究。在分子水平对来自日本5个地区的39份大豆品种与我国3个生态区7种种植类型的大豆进行比较，明确中国和日本大豆的遗传差异，阐明引进日本大豆在拓宽我国大豆育成品种遗传基础上的利用价值。主要结果如下： 1．遗传图谱构建及QTL定位 1．1 用2个亲本郑92116和商951099进行SSR多态性分析，从480对引物中检测出176对多态性引物，多态性为36％。通过对F_2个体进行分析，将121个SSR位点定位到连锁群上，构建了覆盖1792.2cM、由19个已知连锁群和1个未知连锁群组成的遗传图谱。 1．2 在F_2群体中检测到4个与株高有关的QTL，分别位于连锁群K、I、B1和L；在I连锁群定位了1个与主茎节数有关的QTL。在F_(2：3)群体中检测到与蛋白质和脂肪含量有关的QTL各1个，分别位于M和C1连锁群。在F_(3：4)群体中定位了4个与蛋白质和脂肪含量有关、4个与分枝数有关、2个与株高有关、3个与百粒重有关的QTL。其中位于连锁群F和G的2个与分枝数有关的QTL在北京和河南两点表现稳定；位于连锁群B1上的与株高有关的QTL在年份间表现稳定。本研究检测到的在不同环境下稳定表达的QTL比较少，因此需要进一步对不同分离群体在不同环境下进行分析，以获得在不同环境下表现稳定可用于标记辅助育种的QTL。 2．我国栽培大豆蛋白亚基组成和过敏蛋白缺失分析对175份高蛋白、高脂肪大豆分析发现，我国大豆贮藏蛋白11S／7S的比值范围为0.77～4.67，并首次鉴定出1份自然缺失β-亚基的优异种质。44％的栽培大豆种质缺失Gly m Bd 28K过敏蛋白，地方品种和育成品种28K缺失比 例分别为48.4%和32.7%，在黄淮夏和南方大豆中28K的缺失比例都在60 %左右，但仅有11.7%北方春大豆中缺失28K，研究还发现过敏蛋白缺失与 蛋白质含量呈正相关(:=0.14)。 3.中国和日本大豆遗传多样性分析 3.1用SsR标记对日本大豆和中国942份大豆进行比较，在46个位点共检测到 %2个等位变异，中国大豆具有较高的遗传丰富度。从7个不同种植类型中 各选取与日本大豆相同份数的种质与日本大豆进行比较，中国大豆特有等位 变异频率为44.8%，而日本大豆平均特有等位变异频率为1 8.3%。通过主成 分分析确定对遗传关系影响最大的引物，分析发现20对SSR引物可以基本 反映不同类群大豆间的遗传关系，等位变异多、遗传信息含量高的引物是品 种多样性研究的最佳选择。 3.2中国和日本大豆存在较大的遗传差异，UPGMA聚类发现二者属于不同的基 因中心。用6个与抗病或产量有关的标记对日本大豆和南方秋大豆、黄淮春 大豆进行分析发现，日本大豆在各个位点的变异范围都小于中国大豆，但在 其中4个位点有特异等位变异，因此，日本大豆是用以拓宽我国大豆育成品 种遗传基础的潜在基因源。