大豆种质资源耐荫性评价及相关性状的QTL分析

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玉米-大豆带状套作在保证玉米产量的同时,提高了大豆的种植面积,且对增加土地产出,提高土壤养分利用率,培肥地力具有重要的意义。在生产中,荫蔽严重影响大豆的形态生长、产量形成,且适宜带状复合种植的大豆品种严重缺乏。因此,迫切需要发掘大豆种质资源中的耐荫基因,培育适宜带状复合种植的大豆品种。本研究拟分析不同大豆种质资源农艺及产量性状对荫蔽胁迫的响应,明确其耐荫性,并利用不同耐荫性大豆品种构建的杂交群体进行耐荫相关性状的QTL分析,找到与耐荫相关性状连锁的分子标记,为大豆耐荫分子标记辅助育种提供理论基础。主要研究结果如下:  1、不同大豆种质农艺和产量相关性状在净作和遮荫环境下的变异系数分别为8.61%~46.90%和10.31~57.4%,大部分性状的变异系数在荫蔽环境下均高于净作。在荫蔽环境下,大豆苗期的株高、节间长、下胚轴长均升高,茎粗、分枝数、抗折力均降低。成熟期的株高、有效分枝数、主茎荚数、分枝荚数、单株荚数、单株粒数、单株粒重对荫蔽响应不同,既有增加也有降低,荫蔽对大豆百粒重变化影响不显著。  2、在净作和荫蔽环境下,不同大豆种质资源各性状间存在着复杂的相关关系。主成分分析表明,产量构成因子对大豆耐荫性的贡献最大。通过隶属函数值法计算大豆综合耐荫值D,并对其聚类分析进行分类,可将72份大豆种质资源按照耐荫性强弱分为3类:第1类6份(耐荫型);第2类34份(中度耐荫型),第3类32份(不耐荫型),  3、利用F2∶3家系对大豆耐荫评价在D和17个性状进行线性逐步回归分析,获得回归方程D=-0.134+0.175X1+0.246X4+0.039X6+0.069X8+0.05X11+0.021X13+0.143X14+0.051X17(F=372.638,P=0.000,R2=0.974),估计精度在92.69%以上。筛选出8个耐荫性评价指标,分别是苗期的株高、茎粗、分枝数,以及成熟期的株高、有效分枝数、分枝荚数、单株荚数和单株粒重。通过特征分析可以发现,耐荫型大豆的各指标表现为:苗期的株高升高、茎粗变细、分枝数减少程度均最低,成熟期的株高降低程度最大,有效分枝数减少程度均最低,分枝荚数、单株荚数、单株粒重增加程度均最大。  4、采用单标记分析法对139个F2∶3家系8个与耐荫相关性状及耐荫评价在D进行QTL分析,共有86个标记F检测值复合显著性检验,其中39个标记在至少2个性状中都被检测到,可能存在多效应现象;Satt460、Satt561在净作和套作两种环境下都被检测到,Sat115在耐荫评价在D、净作和套作下都被检测到,可能是比较稳定的标记。
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