【摘 要】
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维生素E是人体必需的微量营养物质,对维持人体正常生理活动具有重要作用。大豆是天然维生素E的一个重要来源,因此提高大豆种质资源维生素E含量成为近年来大豆育种工作的一项热门课题。本研究以188份大豆自然群体为试验材料进行全基因组关联分析,挖掘与大豆籽粒维生素E及其组分含量相关的位点以及候选基因;从中筛选出富含维生素E的大豆种质;并且对极端材料的γ-TMT3（Glyma.09g222800）基因进行克隆
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（31301344）； 山西农业大学省部共建有机旱作农业国家重点实验室自主研发项目（202105D121008-3-8）； 山西农业大学育种工程项目（YZGC096）； 山西省自然基金项目（201901D111225）； 山西农业大学农学院育种
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维生素E是人体必需的微量营养物质,对维持人体正常生理活动具有重要作用。大豆是天然维生素E的一个重要来源,因此提高大豆种质资源维生素E含量成为近年来大豆育种工作的一项热门课题。本研究以188份大豆自然群体为试验材料进行全基因组关联分析,挖掘与大豆籽粒维生素E及其组分含量相关的位点以及候选基因;从中筛选出富含维生素E的大豆种质;并且对极端材料的γ-TMT3（Glyma.09g222800）基因进行克隆测序,寻找可靠的位点进行功能标记开发并验证其可靠性。具体研究结果如下:（1）对188份自然群体籽粒3年维生素E相关性状测定,结果表明自然群体籽粒维生素E相关性状均呈现正态分布;各组分之间除α-生育酚与δ-生育酚含量之间呈现极显著负相关关系外,其它性状之间总体呈现两两正相关关系;α-生育酚与（α+γ）/δ、α/γ在3年间呈现极显著相关关系;其次通过聚类分析筛选出5份α-生育酚和维生素E含量较高的大豆品种（9、20、81、128、138）,5份α-生育酚和维生素E含量较低的大豆品种（1、38、144、191、201）,选择以上10个品种进行资源的繁育,为选育优质品种提供试验材料。（2）使用混合线性模型（MLM）对自然群体维生素E及其组分含量进行关联分析,检测到45个显著关联位点,发现共同定位的染色体为8、15、20号染色体,对这些位点上下游各50 kb区间内的候选基因进行检测,共检测到10个与维生素E品质相关的基因。δ-生育酚、γ-生育酚、α-生育酚、α/γ、（α+γ）/δ、总生育酚共同关联到的候选基因中:Glyma.08g005100参与了干旱胁迫和盐胁迫的信号转导过程;Glyma.08g005600、Glyma.08g005900参与了植物病原互作过程,其中Glyma.08g005600与机体超敏反应有关,Glyma.08g005900维持活性氧的稳定;Glyma.20g046800参与类胡萝卜素前体物质合成。α-生育酚关联到的基因中,Glyma.09g222800与α-生育酚的合成直接相关;Glyma.06g301900与酪氨酸的降解相关。（α+γ）/δ生育酚关联到的Glyma.18g148700与脂肪酸的合成相关。总生育酚关联到的基因中,Glyma.16g109300参与类胡萝卜素的生物合成过程;Glyma.11g074100、Glyma.11g074700参与类黄酮类物质的生物合成过程。（3）本试验对γ-TMT3的g DNA进行克隆,将所得序列进行整合比对,发现6个SNP位点和一个小片段缺失,分别为（556位点（T/C）、2569位点（T缺失）、2737位点（A/G）、2831位点（TTTC缺失）、3350位点（A缺失）、3493位点（C缺失）、3690位点（T缺失））,并且均位于内含子区域。对变异位点进行深入研究,发现第556位点可以对α-生育酚和维生素E含量极高和极低的大豆材料进行区分,并且该位点存在较为明显的连锁现象。对该位点进行观察,发现第556号变异位点中,具有Bsr GⅠ内切酶识别序列。因此,使用Bsr GⅠ内切酶对自然群体进行鉴定。利用混合线性模型（MLM）进行全基因组关联分析,关联到的染色体为1、2、3、5、6、7、9、12、14、15、16、17、18、19、20号染色体,对这些位点上下游各50 kb区间内的候选基因进行检测,共检测到3个与维生素E品质相关的基因。利用实验室构建的数据库,筛选到6个SNP位点存在碱基突变,这些突变均在不同程度上影响了生育酚组分的含量。利用关联区域的序列信息,对基因注释结果进行分析发现,Glyma.09g222800与氨基酸的合成相关,Glyma.19g088200参与了植物-病原互作过程,Glyma.19g088400与α-生育酚关联分析定位到的基因相同,进一步证明该位点能够对α-生育酚和维生素E含量极高和极低的大豆材料进行区分。
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