大豆籽粒氨基酸含量QTL定位

【作者】 田蕊； 孔佑宾； 李文龙； 杜汇； 李喜焕； 张彩英；

【机构】 河北农业大学/教育部华北作物种质资源研究与利用重点实验室；

【摘要】 【研究背景】大豆是重要经济作物,是植物蛋白及食用油主要来源。氨基酸是蛋白质合成前体,也是组成生物体多种酶及激素重要原料。大豆籽粒氨基酸种类多、受多基因控制,很难利用常规育种手段获得同步改良,而通过QTL定位发掘与多种氨基酸含量紧密连锁分子标记是实现其同步改良重要途径。目前虽有大豆籽粒蛋白含量QTL研究报道,但关于籽粒氨基酸含量QTL定位及候选基因发掘报道甚少。【材料与方法】利用课题组前期构建的大豆籽粒氨基酸F6:7重组自交系,多年多点环境下鉴定其籽粒17种氨基酸含量,明确群体氨基酸含量遗传变异;采用SSR与SNP标记构建群体高密度遗传连锁图谱,进行籽粒氨基酸含量QTL分析,发掘与大豆氨基酸含量连锁标记或候选基因,并在另一群体进行验证,为分子标记辅助选择和高氨基酸大豆新品种培育奠定基础。【结果与分析】供试大豆群体在4种不同环境条件下的籽粒氨基酸含量存在丰富遗传变异,株系间差异极显著,变异系数4.97%-28.45%;构建了包含1866个标记(127个SSR、1739个SNP标记)、全长4265.76 cM、覆盖20条染色体、标记间平均距离2.35 cM的遗传连锁图谱;定位到59个氨基酸含量加性QTL,解释2.38%-16.79%表型变异,发现多个一因多效QTL,其中D2连锁群ss71.5625893-Satt389标记间(区间距离0.8 cM)检测到同时控制10种氨基酸含量一因多效QTL,贡献率8.84%-16.79%,并在该区间检索到多个与氨基酸代谢密切相关候选基因(谷氨酸脱氢酶基因gdh2、Glyma.17g148000、氨基酸转运蛋白基因Glyma.17g148600等);同时定位到25对氨基酸含量上位性QTL,解释4.13%-20.81%表型变异,其中与苏氨酸、天冬氨酸相关QTL各6对,与甘氨酸、谷氨酸相关QTL各5对,与缬氨酸、丝氨酸、丙氨酸相关QTL各1对。【结论】供试群体籽粒氨基酸含量遗传变异丰富,定位到59个表型贡献率2.38%-16.79%氨基酸含量加性QTL,25对表型贡献率4.13%-20.81%氨基酸含量上位性QTL。更多还原