【摘 要】
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维生素E是人体必需的微量营养物质,具有较强的抗氧化功能,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。本研究以武乡小黑豆为试验材料对大豆籽粒维生素E的提取和定量方法进行优化;以330份大豆种质资源为试验材料从中筛选出富含维生素E的大豆种质;对晋大53号和平南杂交的重组自交群体的维生素E及其组分进行了多年的
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(31301344); 山西省重点研发计划项目( 201703D221004-5、201803D221020-2); 山西省重点研发计划重点项目(201703D211001); 山西省自然科学基金;
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维生素E是人体必需的微量营养物质,具有较强的抗氧化功能,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。本研究以武乡小黑豆为试验材料对大豆籽粒维生素E的提取和定量方法进行优化;以330份大豆种质资源为试验材料从中筛选出富含维生素E的大豆种质;对晋大53号和平南杂交的重组自交群体的维生素E及其组分进行了多年的遗传分析和相关分析,采用复合区间作图法挖掘与大豆籽粒维生素E及其组分含量相关的QTL位点以及候选基因。具体研究结果如下:(1)对高效液相色谱法测定大豆维生素E的方法进行优化,建立了维生素E组分含量的提取和检测方法,提取条件为溶剂提取法,称取大豆粉0.1000 g,加入抗坏血酸0.1250 g、70%乙醇提取液3 m L、超声提取20 min;色谱条件为流动相为甲醇,柱温35℃,检测波长295 nm,流速1.0 m L·min-1。3种生育酚线性范围良好,R2≥0.9997,回收率范围96.9%~101.2%。本研究改进的检测方法线性关系、精密度、准确度、稳定性、灵敏度均较好,适用于维生素E的测定。(2)330份大豆种质资源的维生素E及其组分均存在较为丰富的变异,种质资源α-生育酚、δ-生育酚、γ-生育酚及维生素E总含量变异范围分别为10μg·g-1~30μg·g-1、20μg·g-1~30μg·g-1、50μg·g-1~70μg·g-1和90μg·g-1~130μg·g-1。筛选出10份富含维生素E的优异大豆种质,其α-生育酚含量范围为92.01μg·g-1~168.13μg·g-1,其中品种SZ840的含量最高。通过分析不同种皮颜色大豆不同部位维生素E及其组分含量发现,α-生育酚主要富集在大豆胚本部芽中,且绿子叶大豆维生素E显著高于黄子叶大豆。(3)对3年RIL群体籽粒维生素E及其组分含量进行了测定,结果表明RIL群体籽粒维生素E及其组分含量均呈现正态分布,表现数量性状遗传特点,存在超亲遗传,群体内有2个品系富含维生素E,且受环境影响不大,为后续选育优质种质提供物质基础。维生素E各组分之间除α-生育酚含量与δ-生育酚含量之间存在极显著负相关关系外,其他性状之间总体表现为两两正相关关系。3年RIL群体的(α+γ)/δ和α/γ的比值均与α-生育酚含量之间存在极显著相关关系。(4)对3年RIL群体籽粒维生素E相关农艺性状和籽粒色泽参数进行了测定,相关性分析发现多项表型性状如:株高、荚数、有效分枝数、百粒重、色泽指标等,均与维生素E含量之间存在显著或极显著相关关系,为育种提供一种间接的筛选方法。(5)通过对大豆籽粒维生素E相关性状进行QTL定位,分析发现3年RIL群体共在12条染色体上发现了28个与维生素E及其相关性状的QTL位点,其中两年的γ-生育酚均在第19号染色体的49.3~50.1 c M区间内存在位点;(α+γ)/δ和b*均在第8号染色体的50.4~51.0 c M和第9号染色体的121.1~123.5 c M区间内有位点;α/γ、L*和b*在第8号染色体的47.8~50.4 c M区间内均有位点。利用定位区域的序列信息,对基因注释结果进行分析发现,8号染色体1.7 c M区域内共发现9个基因与脂溶性物质生物合成相关;9号染色体的135.4~141.8 c M区间内发现1个基因与维生素E生物合成相关,对其进一步分析发现亲本在3个基因中存在5处非同义替换,导致表达产物氨基酸发生变化,推测突变影响了大豆维生素E的合成,进而引起维生素E含量的变化。
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