大豆種質(zhì)遺傳多樣性及表型性狀關(guān)聯(lián)位點發(fā)掘與優(yōu)異位點序列分析.pdf

1、本研究對151份大豆種質(zhì)資源進行了2年的農(nóng)藝、產(chǎn)量、品質(zhì)鑒定，并采用SCoT、CDDP、ISSR分子標(biāo)記對參試大豆種質(zhì)進行多態(tài)性擴增，分析品種間、不同地理來源群體間的遺傳關(guān)系、群體結(jié)構(gòu)，進一步開展分子標(biāo)記與農(nóng)藝、產(chǎn)量、品質(zhì)QTL的關(guān)聯(lián)分析，以期找到與性狀顯著關(guān)聯(lián)的標(biāo)記位點，并對其優(yōu)異位點測序分析。主要研究結(jié)果如下:
　　1.參試大豆品種各性狀具有豐富的遺傳變異，且數(shù)據(jù)接近正態(tài)分布，可以用于后續(xù)關(guān)聯(lián)分析;單位面積產(chǎn)量與單株有效莢數(shù)、

2、百粒重、生育期等多個性狀呈顯著正相關(guān)，而百粒重越大，單株莢數(shù)、粒數(shù)反而越小，這就要求品種選育時，不能過多考慮百粒重的大小，應(yīng)注重單株莢數(shù)、粒數(shù)的選擇;脂肪含量與蛋白含量呈顯著負相關(guān)。
　　2.本研究建立了大豆最佳SCoT-PCR體系:Mg2+濃度2.0mmol·L-1、dNTPs濃度為0.2mmol·L-1、Taq聚合酶用量為1.5U、DNA模板用量30ng、引物濃度為0.250μ mol·L-1;從82條引物中篩選出41條多態(tài)性

3、引物，共擴增出182個多態(tài)性條帶，引物PIC平均為0.656，能很好的反映參試品種的遺傳多樣性;基于遺傳距離與基于模型聚類分析的結(jié)果基本吻合，都將參試品種分為3大類群，且國外與國內(nèi)品種遺傳基礎(chǔ)差異較大，而與野生大豆改良種質(zhì)遺傳距離較近;地方品種與育成品種明顯分開;黑龍江、內(nèi)蒙古、吉林品種遺傳距離較近，種質(zhì)資源交流頻繁;具有相同親本、血緣相似的品種遺傳關(guān)系較近。
　　3.本研究建立了大豆最佳CDDP-PCR體系:Mg2+濃度2.0m

4、mol·L-1、Taq聚合酶用量1.5 U、引物濃度0.375μ mol·L-1、dNTPs濃度0.3mmol·L-1、DNA模板用量40ng;從21條引物中篩選出17條多態(tài)性引物，共擴增出82個多態(tài)性條帶，引物PIC平均為0.644，能較好地反映參試大豆品種的遺傳多樣性;參試品種被分為3大類群，其中，黑龍江品種與內(nèi)蒙古、吉林品種遺傳距離較近;地方品種大多聚在一起;育種單位相同的品種聚在一起;基于遺傳距離與基于模型聚類分析均與地理分布存

5、在相關(guān)性，且聚類、分群結(jié)果大體一致。
　　4.本研究從100條ISSR引物中篩選出37條多態(tài)性引物，擴增出150個多態(tài)性條帶，引物PIC平均為0.546，基本能反映參試大豆品種的遺傳多樣性，但明顯低于SCoT、CDDP標(biāo)記;參試品種可分為3大類群;部分國內(nèi)外品種遺傳差異較大，其余國外品種與國內(nèi)地方品種遺傳距離較近;具有共同血緣、中晚熟品種大多聚在一起;基于模型的群體結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，參試品種的血緣相對簡單，與基于遺傳距離聚類結(jié)果一致性

6、較好。
　　5.3種標(biāo)記檢測多態(tài)性位點的能力、遺傳多樣性參數(shù)方面，依次為CDDP＞ SCoT＞ISSR，且3種標(biāo)記方法兩兩相關(guān)，在檢測大豆種質(zhì)遺傳多樣性上都是有效、可靠的，且SCoT、CDDP較ISSR更具優(yōu)勢;整合3種標(biāo)記聚類結(jié)果得出，國外品種可用來拓寬國內(nèi)大豆遺傳基礎(chǔ);黑龍江、內(nèi)蒙古、吉林品種親緣關(guān)系較近;地方品種大多聚為一類;具有共同祖先親本、系譜來源相近的品種遺傳距離較近?；谀Ｐ蛠喨悍謱影l(fā)現(xiàn)該群體具有3類血緣，且國內(nèi)外品

7、種血緣差異較大;大豆亞群分布與地理來源有一定的相關(guān)性;本研究中，無論是單個標(biāo)記還是整合3種標(biāo)記的基于模型的類群劃分結(jié)果與基于遺傳距離聚類結(jié)果吻合度較高。
　　6.本研究233個位點共產(chǎn)生27028種位點組合間存在著不同程度的連鎖不平衡(LD);利用TASSEL軟件的一般線性模型(General linear model，GLM)和混合線性模型(Mixed linear model，MLM)程序?qū)?種標(biāo)記共233個多態(tài)性位點與151

8、份大豆種質(zhì)兩年表型性狀分別進行關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)41個位點共檢測到141次與14個性狀顯著關(guān)聯(lián)(P＜0.005);2年重復(fù)出現(xiàn)的關(guān)聯(lián)位點有22個，累計被檢測32次;2種模型重復(fù)出現(xiàn)的關(guān)聯(lián)位點有21個，累計被檢測32次，且MLM檢測的關(guān)聯(lián)位點較GLM明顯減少。
　　7.本研究檢測到與底莢高度、有效分枝數(shù)、株高、主莖節(jié)數(shù)等4個植株形態(tài)性狀的表型變異關(guān)聯(lián)的位點分別為9、5、6、2，累計檢測37次;與開花期、生育期性狀關(guān)聯(lián)的位點分別為7、5個

9、，被檢測30次;與單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、單株粒重、百粒重、單莢粒數(shù)、小區(qū)產(chǎn)量等產(chǎn)量相關(guān)性狀關(guān)聯(lián)的位點分別為6、8、5、5、4、6個，累計檢測54次;與大豆脂肪含量、蛋白含量關(guān)聯(lián)的位點分別為5、4個，累計檢測20次;上述檢測到的關(guān)聯(lián)位點表型變異解釋率為0.0483-0.1622。
　　8.本研究對與性狀顯著關(guān)聯(lián)的SCoT位點進行了克隆、測序。序列分析、比對得出，SC06-2全長862bp，與小核核糖核蛋白Sm D2-like高度相

10、似;SC21-1全長437bp，與UDP-糖基轉(zhuǎn)移酶89A2-like亞基高度相似;SC21-6全長243bp，與生長素應(yīng)答蛋白IAA11高度相似;SC28-3全長392bp，與GDP-L-半乳糖磷酸化酶高度相似;SC60-2全長900bp，與抗病蛋白At4g27190高度相似;SC71-2全長703bp，與E3泛素蛋白連接酶CIP8高度相似;SC82-1全長900bp，與胞外分泌復(fù)合體成員Exo70B1高度相似。其它10條序列與大豆基