【作者】 李长育； 张艳娇； 王锦辉； 李淑萍； 常汇琳； 魏玮； 陈庆山； 辛大伟；

【Author】 LI Chang-yu;ZHANG Yan-jiao;WANG Jin-hui;LI Shu-ping;CHANG Hui-Un;WEI Wei;CHEN Qing-shan;XIN Da-wei;College of Agronomy,Northeast Agricultural University;

【机构】 东北农业大学农学院；

【摘要】 氮是限制作物生长的关键元素之一,主要是由化学肥料提供。在无化学肥料供应的条件下,大豆可利用共生固氮为大豆生长发育提供所需要的氮元素。然而,随着氮肥使用量的增加,不仅抑制了豆科植物与根瘤菌间的共生固氮作用,而且给生态环境带来了不利的影响。所以,提高豆科植物的固氮效率对于农业发展与生态环境具有重要作用。生物固氮是大豆生长所需氮元素的重要替代方式,对共生结瘤相关性状进行基因定位具有重要的意义。结瘤数目与重量等是研究共生结瘤的主要性状,对共生结瘤相关性状进行基因定位具有重要的研究价值。由于根瘤相关性状的QTL定位结果比较分散,需要利用Meta分析缩小置信区间,提高QTL定位的准确性和有效性。在大豆百粒重性状中得到很好的验证,通过整合65个大豆百粒重QTL信息进行Meta分析,发现了12个"通用QTL",其定位准确度是相应定位最准确的QTL两倍。所以,针对大豆结瘤相关性状的47个QTL进行:Meta分析得到2个"通用QTL",并将得到的"通用QTL"进行大豆基因组注释,在置信区间内找到8个候选基因。通过转录表达分析发现,有6个大豆基因受根瘤菌HH103诱导表达,其中有4个基因表达变化幅度较大,并且在绥农14与野生豆ZYD00006中表达均有差异。除此之外,将构建好的根瘤菌HH103突变体接种于绥农14与野生豆ZYD00006进行转录表达分析,再次验证了这6个基因很可能参与根瘤菌与大豆的共生结瘤。进一步的蛋白结构域分析发现,这些基因分别含有糖基水解酶、酪氨酸蛋白激酶、亮氨酸重复序列型类受体蛋白激酶和钙钠交换蛋白等结构域,结合已有研究结果表明这些差异表达基因编码蛋白的结构域均与植物抗病、植物免疫反应有关,其中有2个基因可能会影响大豆的结瘤数目与重量。这为研究大豆中控制共生结瘤关键基因的挖掘提供重要的理论基础。更多还原