大豆異黃酮主要組分的種質鑒定與QTLs標記定位.pdf

1、大豆異黃酮是大豆生長過程中形成的一類次生代謝產物,由于其具有重要的抗癌、抗病等生物活性作用而受到人們的普遍關注。大豆異黃酮研究是大豆品質性狀研究的一個重要方向。本文利用100份大豆微核心種質,采用HPLC檢測方法,分析大豆籽粒中異黃酮含量差異,探討微核心種質異黃酮含量的遺傳變異特性；另外,利用本課題篩選的異黃酮含量明顯差異大豆種質(魯黑豆2號和南匯早黑豆(其中魯黑豆2號為高異黃酮品種,南匯早黑豆為低異黃酮品種)雜交衍生的重組自交系群體(

2、RIL,F5:6-7),采用SSR標記方法,構建了一張大豆遺傳連鎖圖譜,并定位了與異黃酮主要組分相關QTLs,以期輔助指導大豆異黃酮育種。其主要研究結果如下:
　　 1、大豆微核心種質的異黃酮含量鑒定
　　 采用HPLC檢測方法,對100份不同來源的大豆微核心種質進行異黃酮含量分析,結果顯示100份大豆微核心種質中主要含有6種異黃酮組分,分別為黃豆苷(D)、黃豆黃苷(GL)、染料木苷(G)、丙二?；S豆苷(MD)、丙二酰

3、基黃豆黃苷(MGL)和丙二酰基染料木營(MG),且異黃酮含量在不同生態(tài)區(qū)間、品種間和重復間均存在顯著差異,變異豐富；南方產區(qū)大豆品種的異黃酮總含量最高(2465.48μg.g-1),黃淮大豆產區(qū)次之(2308.48μg.g-1),北方大豆產區(qū)最低(1705.89μg.g-1)；其6種主要異黃酮組分含量的變異系數變化范圍為33.44％～52.03％。相關分析發(fā)現異黃酮總含量與各主要組分含量之間均呈極顯著正相關；與底莢高度和株高呈顯著和極顯

4、著正相關,與脂肪含量呈極顯著負相關(r=-0.323**)。在此基礎上,篩選出高異黃酮含量的大豆種質2份,分別為平頂黑豆(4459.91μg.g-1)和PI-567479(4073.95μg.g-1),低異黃酮含量的大豆種質2份,分別為茶色豆(857.74μg.g-1)和牡豐1號(922.82μg.g-1),可以作為大豆親本材料服務于大豆異黃酮育種。
　　 2、大豆RIL群體的主要性狀的遺傳表現
　　 大豆RIL群體主要

5、產量和品質性狀在不同環(huán)境條件下表現也是不同的。有效分枝、單株莢數、底莢高度和單株粒數受環(huán)境影響較大,而株高、百粒重和主莖節(jié)數受環(huán)境影響較小。不同試驗條件下RIL群體籽粒中異黃酮含量差異極顯著,但總體上不同地點的RIL群體異黃酮總含量基本呈正態(tài)分布,表明可以用于大豆異黃酮含量分子標記定位研究。另外,不同地點間異黃酮含量變異范圍也有所不同,種植在順義試驗站的RIL群體家系籽粒異黃酮組總含量的變異范圍在1997.34μg.g-1～5151.1

6、8μg.g-1,而種植在昌平的變異范圍在1729.30μg.g-1～4666.3μg.g-1,其整體表現為種植在順義的異黃酮含量明顯高于昌平的群體,同樣說明環(huán)境因素對于大豆RIL群體異黃酮含量有顯著影響。但通過對兩個地點間大豆異黃酮含量的相關分析,發(fā)現兩地間RIL群體的D、GL、G、MD、MGL、MG含量和總含量之間均呈極顯著正相關,表明RIL群體的異黃酮含量雖受環(huán)境條件影響較大,但遺傳因素仍是決定異黃酮含量變化的主要因子,充分說明了開

7、展大豆異黃酮含量QTLs分子標記研究是可行的。
　　 3、大豆遺傳連鎖圖譜的構建
　　 選用380對SSR引物對親本魯黑豆2號和南匯早黑豆進行全基因組多態(tài)性篩選,共獲得132個具有多態(tài)性的有效標記,其多態(tài)性比例為34.74％。利用魯黑豆2號×南匯早黑豆構建了94個家系的F5:7RIL群體,采用篩選的多態(tài)性SSR引物初步構建了一張包括132個SSR標記,長度為1595 cM的遺傳連鎖圖譜,標記間平均距離約12.08 cM,

8、用于異黃酮含量的標記定位研究。
　　 4、與大豆異黃酮含量相關的QTLs定位
　　 大豆RIL群體在兩個試驗地點共檢測到13個與異黃酮含量相關的QTLs,其中在順義試驗點檢測到3個與異黃酮主要組分相關的QTLs,包括黃豆黃苷(GL)1個、染料木苷(G)1個和丙二?；玖夏拒?MG)1個；在昌平試驗點下檢測到4個與異黃酮主要組分相關的QTLs,包括黃豆黃苷(GL)1個、丙二酰基黃豆黃苷(MGL)1個、和異黃酮總含量(TIF

9、)2個。所檢測到的QTLs分別位于第1、2、3、9、16和20號染色體上,表型貢獻率為11.72％～21.58％。兩個試驗地點的數據平均以后檢測到6個與異黃酮主要組分相關的QTLs,包括黃豆苷(D)1個、黃豆黃苷(GL)1個、染料木苷(G)2個、丙二?；S豆苷(MD)1個和丙二酰基黃豆黃苷(MGL)1個,分別位于第1、7、9、17和20號染色體上,表型貢獻率為11.42％～15.08％,總貢獻率達到了79.57％,其中在Satt458～

10、Satt372區(qū)間定位到與MD相關的QTL,其表型遺傳解釋率達到15.04％,在Satt240～Sat_293區(qū)間定位到與G含量相關的QTL,其表型遺傳解釋率也達到13.83％,在20號染色體(LG I)上的Satt571～Satt270區(qū)間定位到與MGL,含量相關的QTL,其表型遺傳解釋率也達到15.08％。在順義、昌平以及兩地數據平均后均檢測到與黃豆黃苷(GL)相關的QTL1個,其表型貢獻率分別為12.38％、11.83％和12.6