大豆莖稈茸毛匍匐性的基因定位及候選基因預(yù)測.pdf

1、幾乎所有陸生植物都發(fā)現(xiàn)有表皮毛，植物不同的茸毛性狀是自然選擇的結(jié)果，具有一定的生態(tài)意義。茸毛性狀可以從茸毛的有無、密度、長度、匍匐性、茸毛末端形態(tài)（鈍端與尖端）、是否卷曲等方面度量。大量研究表明茸毛性狀與植物的生物脅迫和非生物脅迫相關(guān)。近年來的研究表明一些大豆茸毛性狀與抗蟲性具有顯著相關(guān)性，但同一茸毛性狀對不同的病蟲有不同的作用。前人對大豆茸毛的研究多集中在葉表面和葉柄部位，并對不同茸毛性狀進行了QTL定位，但對莖稈茸毛性狀的研究很少。

2、大豆莖稈茸毛性狀主要分為四個方面:密度，長度，匍匐性和末端形態(tài)（鈍端與尖端）。本實驗對大豆莖稈茸毛匍匐性進行了研究，對構(gòu)建的次級群體進行了遺傳分析，結(jié)合分離體分組混合分析法(BSA: bulked-segregant analysis)和隱性群體分析法(RCA:recessive-class analysis)對莖稈茸毛匍匐性基因進行了初定位以及二次定位。
　　所采用的親本:野生大豆染色體片段代換系S-27(來自SojaCSSL_

3、1)與南農(nóng)1138-2莖稈茸毛匍匐性具有明顯差異，分別為典型的直立型和匍匐型。發(fā)現(xiàn)直立型茸毛基部長有基座，而匍匐型茸毛基部無此基座，推測可能是該基座的有無導(dǎo)致了親本間莖稈茸毛匍匐性的差異。對莖稈茸毛匍匐性進行了遺傳分析:以S-27和南農(nóng)1138-2為親本構(gòu)建了含499個單株的F2群體，群體表型比例經(jīng)卡方測驗符合3∶1的理論值;從F3顯性植株中隨機選取434株，通過觀察其后代是否分離，鑒定其基因型，其顯性雜合和顯性純合植株的比例經(jīng)卡方測驗

4、符合2∶1的理論值。這些結(jié)果表明構(gòu)建的次級群體中莖稈茸毛匍匐性的差異是由一對等位基因控制，直立型對匍匐型為顯性。我們將控制大豆莖稈茸毛匍匐性的基因符號定為:莖稈茸毛直立——Pp，莖稈茸毛匍匐——pp(pubescence prostration)。
　　從S-27×南農(nóng)1138-2構(gòu)建的F2中隨機選擇15個莖稈茸毛匍匐型單株和15個莖稈茸毛直立型單株，分別構(gòu)建了兩個基因池。SSR標(biāo)記Sat345在親本和兩個基因池間呈多態(tài)性，同時用

5、該標(biāo)記對F2的114個隱性單株進行檢測，初步確定該標(biāo)記與莖稈茸毛匍匐性連鎖。通過對Sat345標(biāo)記附近進行分子標(biāo)記加密，發(fā)現(xiàn)有6個多態(tài)性SSR分子標(biāo)記在親本及兩基因池間有多態(tài)性，并對F2的114個隱性單株進行了檢測。通過MapMaker3.0軟件對所有SSR標(biāo)記和茸毛匍匐性基因PP的連鎖關(guān)系進行分析，采用Kosambi運算函數(shù)將重組率轉(zhuǎn)化為遺傳距離，將莖稈茸毛匍匐性基因PP定位在D1a的近端部，位于BARCSOYSSR_01_0289和

6、BARCSOY SSR_01_0399之間，兩標(biāo)記與莖稈茸毛匍匐性基因的相對遺傳距離分別為1.3和4.8 cM。進一步擴大群體，構(gòu)建類似F2的分離群體:2012年選擇F2顯性植株中在初定位的兩標(biāo)記處都為雜合型的植株種子種植下去獲得F3群體，2013年隨機選取F3顯性植株中434株種子種植下去獲得F3∶4家系。結(jié)合新開發(fā)的15個在親本及基因池間有多態(tài)性的SSR標(biāo)記用于定位，最終將區(qū)間縮小在SSPb61，SSPb117之間，約248.29K

7、b。
　　在定位區(qū)間內(nèi)搜索到13個預(yù)測基因，經(jīng)過基因注釋分析及基因克隆、測序分析，發(fā)現(xiàn)基因Glyma01g06121，編碼細胞分裂后期促進復(fù)合物(APC)亞基2，可能與茸毛的發(fā)育調(diào)控相關(guān)。此外在定位區(qū)間附近還發(fā)現(xiàn)基因Glyma01g06150，預(yù)測其編碼蛋白為NAM（No apical meristem）蛋白，相關(guān)研究表明NAM在茸毛形成中也起到調(diào)控作用。本實驗有待于進一步研究，以期對莖稈茸毛匍匐性基因PP的二次定位結(jié)果進行驗證并