大豆遺傳圖譜構(gòu)建和重要性狀的QTL定位.pdf

1、遺傳連鎖圖譜構(gòu)建和重要品質(zhì)、抗性和農(nóng)藝性狀的QTL定位是植物基因組學(xué)研究的重要內(nèi)容。本研究以溧水中子黃豆(P1)×南農(nóng)493-1(P2)雜交得到樣本容量為244的F2群體及其衍生的F2：3家系群體為材料，基于F2群體具有多態(tài)性的136對SSR分子標(biāo)記信息，應(yīng)用Joinmap3.0作圖軟件進(jìn)行連鎖分析，得到一張包含66個(gè)分子標(biāo)記和21個(gè)連鎖群的遺傳圖譜。考察的重要性狀包括F2群體的油份含量、蛋白質(zhì)含量、百粒重和大豆對豆卷葉螟抗性，F(xiàn)2：3

2、群體的大豆對花葉病毒Sa株系抗性(采用平均病級和病情指數(shù)兩個(gè)指標(biāo))，F(xiàn)2和F2：3群體的分枝數(shù)、主莖節(jié)數(shù)和株高共8個(gè)性狀，使用Windows QTL Cartographer V2.5定位軟件，采用復(fù)合區(qū)間作圖和多區(qū)間作圖方法對上述性狀進(jìn)行了QTL定位.主要結(jié)果如下： 1.連鎖圖總長度為1091.34cM，標(biāo)記間平均距離為16.53cM。利用公共遺傳圖譜，將21個(gè)連鎖群與大豆染色體相對應(yīng)，每個(gè)連鎖群上的標(biāo)記數(shù)目在2-8個(gè)之間，連

3、鎖群長度在17.71-129.33cM之間。相鄰標(biāo)記間平均間距最大的連鎖群為D1b，為43.55cM；最小平均間距的連鎖群為M，為13.86cM；有20個(gè)區(qū)間長度大于20cM。整體上，SSR標(biāo)記在本圖譜上分布相對較均勻，但同時(shí)存在10個(gè)大的間隙，其中C2、D1b、M、N、O、D2連鎖群被分成2段，并且缺少公共圖譜B1、B2、C1、G、L五個(gè)連鎖群上的標(biāo)記。與公共遺傳圖譜相比，各連鎖群上標(biāo)記的順序基本一致，標(biāo)記間的距離比公共圖譜大，需要進(jìn)

4、一步加密。 2.取LOD閾值為2.0時(shí)，共檢測到大豆重要性狀的63個(gè)QTL和55個(gè)互作QTL，分布在與公共圖譜相對應(yīng)的15個(gè)連鎖群上。大多數(shù)性狀聚集在A2、N、O、D1b、D2、M、C2等連鎖群。所得到的QTL中貢獻(xiàn)率大于10％的有20個(gè)，大于20％的有7個(gè)，QTL之間的互作效應(yīng)中貢獻(xiàn)率大于10％的有11個(gè)，大于20％的有3個(gè)。 2.1在F2群體中檢測到9個(gè)分枝數(shù)主效QTL，貢獻(xiàn)率大于10％的1個(gè)；檢測到10個(gè)QTL間互

5、作，可解釋總表型變異的53.87％，其中，效應(yīng)最大的是qFZS-M-2-2和qFZS-N-1的顯性x顯性上位性效應(yīng)，為-5.89，可解釋表型變異的16.17％。在F2：3群體中，檢測到6個(gè)分枝數(shù)QTL；檢測到10個(gè)QTL間互作，可解釋總表型變異的73.57％，其中，效應(yīng)較大的是qFZS-A1和qFzs-E的顯性×顯性上位性效應(yīng)，為-3.67，可解釋表型變異的54.39％。兩群體共同檢測到的QTL分別在D2、F、O連鎖群上，即在D2連鎖群

6、的satt488與sat354標(biāo)記之間的qFZS-D2-2；在F連鎖群的BE806387標(biāo)記附近的qFZS-F-1、qFZS-F-2(F2世代)和qFZS-F(F2：3世代)；在O連鎖群的satt592與satt331標(biāo)記之間qFZS-O-2。 2.2在F2群體中，檢測到5個(gè)主莖節(jié)數(shù)主效QTL；檢測到3個(gè)QTL間互作，可解釋總表型變異的21.03％，其中，效應(yīng)最大的是qZJJS-C2-1和qZJJS-J顯性×顯性互作，為-1.8

7、3，可解釋表型變異的13.75％。在F2：3群體，檢測到6個(gè)主效QTL，貢獻(xiàn)率大于10％的有1個(gè)；檢測到5個(gè)QTL間互作，可解釋總表型變異的31.73％，其中，效應(yīng)最大的是qZJJS-A2和qZJJS-C2-2的顯性×顯性上位性互作，為1.25，可解釋表型變異的9.09％。兩群體共同檢測到的QTL分別在C2和F連鎖群上，即在F連鎖群的satt348標(biāo)記附近的qZJJS-F和在C2連鎖群satt277標(biāo)記附近的qZJJS-C2-2。

8、 2.3在F2：3群體，檢測到花葉病毒Sa株系抗擴(kuò)展平均病級的6個(gè)主效QTL，貢獻(xiàn)率大于10％的有3個(gè)；檢測到7個(gè)QTL間互作，可解釋表型變異的27.04％，其中效應(yīng)最大的是qHYP-E和qHYP-N-1的顯性×加性上位性互作，為0.54，貢獻(xiàn)率為13.67％；病情指數(shù)也有6個(gè)主效QTL和4個(gè)QTL間互作，后者可解釋總表型變異的76.23％，效應(yīng)最大的是qHYB-D2-2和qHYB-N-1的加性×加性上位性互作，為0.81，貢獻(xiàn)率為5

9、1.12％。雖然兩個(gè)指標(biāo)計(jì)算方法不同，但結(jié)果比較一致，即qHYP-C2-1和qHYB-C2-1的位置都在標(biāo)記satt422-satt640之間；qHYP-N-1和qHYB-N-1的位置都在標(biāo)記sat__280和satt683之間。 2.4在F2群體中，檢測到4個(gè)大豆對豆卷葉螟抗性主效QTL，貢獻(xiàn)率大于10％的有2個(gè)，所在的連鎖群A2、D1b-1、E、O也都是大豆抗病蟲(如抗斜紋夜蛾、SMV等)QTL比較集中的連鎖群，可以發(fā)現(xiàn)抗病

10、基因具有聚集成簇的現(xiàn)象。 2.5在F2群體，檢測到4個(gè)蛋白質(zhì)含量主效QTL，貢獻(xiàn)率大于10％的有3個(gè)，分別在C2、D1b、I和J連鎖群上；檢測到2個(gè)QTL間互作，可解釋總表型變異的16.18％，其中，效應(yīng)較大的是qDBZ-D1b-2和qDBZ-I是顯性×顯性上位性互作，為-0.81，貢獻(xiàn)率是9.74％。 2.6在F2群體中，檢測到3個(gè)百粒重主效QTL，分別在D1a、E和F連鎖群上；檢測到3個(gè)QTL間互作，可解釋總表型變異

11、的28.57％，其中，效應(yīng)最大的是qBLZ-D1A和qBLZ-F的顯性×顯性上位性互作，為-2.26，貢獻(xiàn)率是19.94％。 2.7在F2群體中，檢測到8個(gè)油份含量主效QTL，貢獻(xiàn)率大于10％的有3個(gè)，主要集中在C2和N連鎖群上；檢測到5個(gè)QTL間互作，可解釋總表型變異的15.73％，其中，效應(yīng)最大的是qYF-D1b-1和qYF-N-1-2的顯性×顯性上位性互作，為-1.37，可解釋10.35％的表型變異。 2.8在F2

12、及其衍生F2：3群體中，共檢測到6個(gè)株高主效QTL，F(xiàn)2群體檢測到1個(gè)QTL間互作，qZG-F和qZG-O-2的顯性×顯性上位性互作效應(yīng)是-9.05，可解釋14.89％的表型變異；F2：3群體檢測到5個(gè)QTL間互作，可解釋總表型變異的61.04％，其中，效應(yīng)最大的是qZG-D1b-2和qZG-D2-1顯性×顯性上位性互作，為14.19，可解釋47.47％的表型變異。但是，未發(fā)現(xiàn)相同的QTL。不過，分別位于F和O等連鎖群上的qZG-F和q

13、ZG-O-2與Mian等(1998)和吳曉雷等(2001)的結(jié)果一致。 3.為進(jìn)一步檢驗(yàn)和利用上述QTL檢測結(jié)果，結(jié)合大豆對豆卷葉螟抗性、主莖節(jié)數(shù)、大豆對花葉病毒抗性和分枝數(shù)四性狀的QTL定位結(jié)果，選擇表型貢獻(xiàn)率最大的三個(gè)QTL，計(jì)算出與這些QTL緊密連鎖分子標(biāo)記基因型相對應(yīng)數(shù)量性狀平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差。結(jié)果表明，最大或最小數(shù)量性狀平均數(shù)的標(biāo)記基因型并不是完全來自P1(或P2)的，而是兩親本的組合。這顯示QTL間存在互作，進(jìn)一步證實(shí)上