大豆高密度遺傳圖譜的構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，被廣泛用于農業(yè)生產。中國是大豆原產地，但是目前我國大豆自給率非常低，2015年大豆進口已經超過8000萬噸，因此大豆高產育種成為我國首要的育種目標。大豆種子大小和形狀性狀是重要的產量相關性狀，而且都是數量性狀，因此在構建遺傳圖譜的基礎上，研究數量性狀的遺傳基礎對農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定位的標記密度有限，未

2、能充分揭示這些性狀的遺傳基礎。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，尋找對大豆育種有價值的穩(wěn)定QTL，本研究以溧水中子黃和南農493-1正反交組合共519個F2.10家系構成的RIL群體為材料，采用SLAF-seq技術獲得的全基因組SNP標記，使用HighMap軟件構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、粒寬、粒厚、長寬比、長厚比和寬厚比

3、七個性狀表型值，利用完備區(qū)間作圖法的IciMapping4.1軟件對其進行主效QTL定位，并檢測加性QTL、環(huán)境互作QTL、QTL間上位性和上位性與環(huán)境互作QTL。根據定位到的QTL標記在基因組上的物理位置發(fā)掘候選基因，通過與擬南芥種子大小相關性狀基因同源分析及在大豆種子內的表達量分析，來鑒定大豆種子大小和形狀性狀的候選基因，主要結果如下:
　　1、構建了總圖距為3395.32 cM的大豆高密度遺傳連鎖圖譜，圖譜包含11846個標

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

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

6、境檢測到貢獻率為0.60～5.17％的194對上位性QTL，E2環(huán)境檢測到貢獻率為0.60～3.67％的199對上位性QTL。檢測到4對上位性與環(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個加性QTL的標記區(qū)間內部，發(fā)現了3813個基因。通過擬南芥種子大小與形