菜用大豆主要品質(zhì)性狀的遺傳與基因定位研究.pdf

1、菜用大豆，屬豆科，俗稱毛豆，屬大豆的專用型品種，也是一種重要的豆類蔬菜。其味道鮮美、食用方便、營養(yǎng)豐富，是我國和東南亞國家人們喜愛的一種常用蔬菜，我國菜用大豆的出口創(chuàng)匯前景看好。目前國際市場對菜用大豆的品質(zhì)要求日益提高，而國內(nèi)關(guān)于菜用大豆的研究同日本、臺灣省相比，有很大差距，尤其在菜用大豆的食用品質(zhì)性狀的遺傳育種學方面缺乏深入的研究。本研究主要針對與菜用大豆鮮籽粒食用品質(zhì)相關(guān)的可溶性糖、淀粉含量，與營養(yǎng)品質(zhì)相關(guān)的蛋白質(zhì)、脂肪含量，以及與

2、商品性有關(guān)的莢形、粒重、出仁率等性狀為研究對象，具體對相關(guān)性狀的積累發(fā)育規(guī)律、遺傳機制以及基因定位進行深入研究，獲得了與目標性狀緊密連鎖的分子標記，這對開展菜用大豆標記輔助選擇品質(zhì)育種，提高我國菜用大豆市場競爭力具有重要的理論及實踐意義。本研究的主要結(jié)果如下： 1．本文利用新培育的南農(nóng)系列菜用大豆品種(系)：南農(nóng)95C-7、南農(nóng)95C-15和南農(nóng)99-10，對其莢粒品質(zhì)發(fā)育特性進行研究，結(jié)果表明：莢的外形(長、寬、厚)發(fā)育呈“S

3、”型生長曲線；百粒鮮重和青籽?？扇苄蕴?、淀粉含量的積累過程可用三次方程模擬。由模擬結(jié)果可知，在R<,6>前期，菜用大豆莢長、寬已達到其固有的大小，此時影響菜用大豆外觀和食用品質(zhì)的因素主要是莢厚、百粒鮮重、可溶性糖和淀粉含量等。在本試驗中各性狀最大值積累的先后順序為淀粉>莢厚>百粒鮮重>可溶性糖，淀粉最大值的積累早于其它三個因素，百粒鮮重和可溶性糖的積累與淀粉積累的趨勢相似，在達到最大值后由于失水、轉(zhuǎn)化迅速下降，而莢厚達到最大值后，變化很

4、小，兼顧產(chǎn)量、品質(zhì)確定最佳采摘期為R<,6>的中后期。 2．應(yīng)用植物數(shù)量性狀主基因+多基因分離分析法，對南農(nóng)95C-7×南農(nóng)95C-15和懷遠大青豆x涇縣細粒黃兩個雜交組合的P<,1>、P<,2>、F<,1>、F<,2>四個世代群體可溶性糖、淀粉含量，以及蛋白質(zhì)和脂肪含量進行聯(lián)合分析，結(jié)果表明：四個性狀均屬于兩對主基因控制，同時存在多基因修飾作用，其中主基因遺傳率較高，分別為40.4％～85.8％、77.4％～85.4％、78.

5、2％、71.9％，多基因遺傳率相對較低，改善菜用大豆品質(zhì)性狀重在主基因的利用，兼顧多基因的積累。 3．利用以重組自交系NJ(SP)BN群體構(gòu)建的基于SSR的分子遺傳圖譜(包括24個連鎖群，268個標記位點)，對菜用大豆可溶性糖、淀粉、出仁率、百粒鮮重等性狀進行QTL定位研究。結(jié)果表明，通過兩年相關(guān)品質(zhì)性狀的測定，采用Win QTL CartographerVersion 2.5的復合區(qū)間作圖法(CIM)共檢測到20個控制菜用大豆

6、出仁率、百粒鮮重、可溶性糖、淀粉含量的QTL，位于11個不同的連鎖群(Dla、E、N、J、G、Cl-1、H-1、M-2、A1、A2、和Ⅰ)表型貢獻率為6.65％～15.57％，超過10％的有7個位點，所檢測到的QTL的貢獻率偏低，另外用QTL Mapper 1.6對兩年的數(shù)據(jù)進行聯(lián)合分析，共檢測到9個與CIM法檢測區(qū)間相同的QTL位點，位于8個不同的連鎖群上，表型貢獻率為4.85％～12.93％，其中有4個位點與環(huán)境存在顯著的互作效應(yīng)。

7、其余用CIM法檢測到的11個QTL有待進一步驗證。在篩選得到的與品質(zhì)性狀QTL共分離或緊密連鎖的分子標記中，3個與出仁率有關(guān)(Sat_160、Satt234和Satt263)，3個與百粒鮮重有關(guān)(Satt138、Satt285和Satt138)，2個與淀粉含量有關(guān)(Satt250、Satt684)，3個與可溶性糖有關(guān)(Sat_378、Satt162和Satt728)，這些標記對菜用大豆品質(zhì)育種輔助選擇具有參考價值。 QTL定位中常有假陽

8、性問題，而植物數(shù)量性狀大多由主基因和微效多基因共同控制，因此，對該類性狀進行QTL定位時，最好通過兩種方法比較分析，以從中確定主要的QTL及可能存在或有待驗證的QTL。菜用大豆重要品質(zhì)性狀的主效QTL較少，且效應(yīng)值不大，可能還受到許多未檢測出來的微效基因的控制，因此，育種中既要注意主效QTL的利用，又要考慮微效多基因的積聚。 本文利用數(shù)量性狀遺傳分離分析方法和QTL定位對菜用大豆可溶性糖和淀粉含量的遺傳機制進行了研究，兩種方法的