大豆产量及品质性状改良的分子遗传基础研究

【作者】 喻德跃； 黄方； 王慧； 阚贵珍； 程浩； 王娇；

【机构】 南京农业大学国家大豆改良中心；

【摘要】 大豆产量和品质改良是提高其市场竞争力的关键。本研究应用大豆重组自交系群体和自然群体(包括野生大豆和栽培大豆),通过多年多点试验,采集大豆产量(百粒重等)品质(蛋白、异黄酮等)数据,应用高密度遗传图谱和高密度SNP芯片,对产量和品质相关的重要QTL进行精细定位,结合基因组序列信息,克隆候选基因,开展基因功能、调控网络、基因多样性等方面的研究。结果发现1)在大豆产量性状方面,对以科丰1号和南农1138-2构成的重组自交系16个产量相关性状进行QTL定位,结果表明:16个产量相关性状均存在广泛的变异,受环境影响较大;利用复合区间作图法,3个环境和BLUP预测值共检测到59个QTL,分布于15条染色体上。此外本研究还定位到130对上位性QTL,都是加性-力口性上位性QTL。应用自然群体关联分析发现有80个标记与表型显著关联。2)在大豆蛋白品质方面,对大豆球蛋白(11S)、β-伴大豆球蛋白(7S)、11S+7S(SGC)、1lS/7S(RGC)进行QTL分析。结果表明:鉴定到36个加性QTL和3对上位性QTL,有5个主要的染色体区段包含有多个QTL;结合编码大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白的基因发现,在RGC和SGC相关的标记区间sat 418-satt650和sat 196-sat 303中发现编码β-伴大豆球蛋白亚基的基因,在与11S、7S和SGC相连锁的标记sat 318附近发现一个编码大豆球蛋白亚基的基因。3)在大豆异黄酮方面,利用高密度SNP芯片对196份栽培大豆分型,并对大豆籽粒异黄酮含量进行了全基因组关联分析,检测到15个SNPs与异黄酮总含量显著关联,10个SNPs与大豆苷类含量显著关联,18个SNPs与黄豆苷类含量显著关联,其中与大豆苷类含量显著关联的10个SNPs与异黄酮总含量共关联;发现一个显著关联的SNP位于基因区间内,该SNP与异黄酮总含量和大豆苷类含量共关联,位于GmMYB29转录因子基因的5’非翻译区,进一步对该基因参与大豆异黄酮生物合成途径的分子机理进行了较深入的研究。以上结果可为大豆产量及品质改良的分子标记辅助育种、基因编辑育种等提供重要信息和材料。更多还原