大豆高密度遺傳圖譜的構(gòu)建及種子大小和形狀性狀的QTL定位.pdf

1、大豆（Glycine maxL.Merr.）是世界上重要的糧食、油料和飼料作物，被廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。中國(guó)是大豆原產(chǎn)地，但是目前我國(guó)大豆自給率非常低，2015年大豆進(jìn)口已經(jīng)超過(guò)8000萬(wàn)噸，因此大豆高產(chǎn)育種成為我國(guó)首要的育種目標(biāo)。大豆種子大小和形狀性狀是重要的產(chǎn)量相關(guān)性狀，而且都是數(shù)量性狀，因此在構(gòu)建遺傳圖譜的基礎(chǔ)上，研究數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)對(duì)農(nóng)作物育種具有十分重要的意義。
　　以前大豆種子大小與形狀性狀的QTL定位的標(biāo)記密度有限，未

2、能充分揭示這些性狀的遺傳基礎(chǔ)。為了在全基因組水平上剖析大豆籽粒大小和形狀的遺傳基礎(chǔ)，尋找對(duì)大豆育種有價(jià)值的穩(wěn)定QTL，本研究以溧水中子黃和南農(nóng)493-1正反交組合共519個(gè)F2.10家系構(gòu)成的RIL群體為材料，采用SLAF-seq技術(shù)獲得的全基因組SNP標(biāo)記，使用HighMap軟件構(gòu)建大豆高密度遺傳連鎖圖譜。分別在2014年（環(huán)境1）和2015（環(huán)境2）年獲得F2∶10和F2∶11大豆種子百粒重、粒長(zhǎng)、粒寬、粒厚、長(zhǎng)寬比、長(zhǎng)厚比和寬厚比

3、七個(gè)性狀表型值，利用完備區(qū)間作圖法的IciMapping4.1軟件對(duì)其進(jìn)行主效QTL定位，并檢測(cè)加性QTL、環(huán)境互作QTL、QTL間上位性和上位性與環(huán)境互作QTL。根據(jù)定位到的QTL標(biāo)記在基因組上的物理位置發(fā)掘候選基因，通過(guò)與擬南芥種子大小相關(guān)性狀基因同源分析及在大豆種子內(nèi)的表達(dá)量分析，來(lái)鑒定大豆種子大小和形狀性狀的候選基因，主要結(jié)果如下:
　　1、構(gòu)建了總圖距為3395.32 cM的大豆高密度遺傳連鎖圖譜，圖譜包含11846個(gè)標(biāo)

4、記，分布在20個(gè)連鎖群上，標(biāo)記之間的平均遺傳圖距為0.43 cM。在這11846個(gè)標(biāo)記中共發(fā)現(xiàn)3219個(gè)標(biāo)記不符合孟德?tīng)柗蛛x比例(1∶1)，占總標(biāo)記數(shù)的29.17％，其中極顯著偏分離標(biāo)記為1846個(gè)（P≤0.01），顯著偏分離標(biāo)記為1373個(gè)(P≤0.05)。在3219個(gè)偏分離標(biāo)記中有1923個(gè)標(biāo)記偏向母本溧水種子黃，占偏分離標(biāo)記總數(shù)的59.74％;剩下1296個(gè)偏向父本南農(nóng)493-1，占偏分離標(biāo)記總數(shù)的40.36％。
　　2、在

5、兩個(gè)年份環(huán)境下，共定位到分布在20條染色體上、表型貢獻(xiàn)率為0.90～14.33％的190個(gè)加性效應(yīng)QTL，其中E1環(huán)境檢測(cè)到105個(gè)，E2環(huán)境檢測(cè)到85個(gè)，兩個(gè)環(huán)境下同時(shí)都檢測(cè)到穩(wěn)定QTL共25個(gè)。七個(gè)性狀檢測(cè)到表型貢獻(xiàn)率為0.43～14.93％的50個(gè)QTL與環(huán)境互作，其中44個(gè)環(huán)境互作QTL與單一環(huán)境中檢測(cè)到的加性效應(yīng)QTL區(qū)間相一致控制同一性狀。在兩個(gè)年份環(huán)境下，檢測(cè)出393對(duì)影響大豆籽粒大小的加性×加性上位互作QTL，其中E1環(huán)

6、境檢測(cè)到貢獻(xiàn)率為0.60～5.17％的194對(duì)上位性QTL，E2環(huán)境檢測(cè)到貢獻(xiàn)率為0.60～3.67％的199對(duì)上位性QTL。檢測(cè)到4對(duì)上位性與環(huán)境互作的QTL，分別位于16-16、5-10、13-18和2-20染色體上，貢獻(xiàn)率為0～0.68％。大豆種子大小與形狀性狀主要受加性QTL及其上位性控制，并有加性QTL與環(huán)境互作的修飾。
　　3、在上述定位到的190個(gè)加性QTL的標(biāo)記區(qū)間內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)了3813個(gè)基因。通過(guò)擬南芥種子大小與形