论文部分内容阅读
大豆[Glycine max（L.）Merr.]富含油份、蛋白质和矿质元素以及有益的植物化学物质,是一种较为重要的经济作物。江淮地区作为我国大豆的重要产区,在大豆播种和出苗期常常遭遇季节性干旱,影响种子发芽,从而对后期生长造成危害。筛选和鉴定大豆茅期耐旱性品种是耐旱育种的有效途径,发掘耐旱材料及解析其遗传规律是耐旱育种的关键。本研究以江淮大豆育种种质群体470份新品种（系）为材料,以15%聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫处理大豆种子,研究干旱和蒸馏水（对照）处理下发芽势（GE）、发茅率（GR）、苗全长（WSL）、苗根长（RL）和苗干重（SDW）等5个萌发性状的表现,以5个性状的耐旱系数为指标,通过隶属函数值法鉴定种质芽期的耐旱性,筛选优异种质;利用该群体已有的60510个SNP基因型数据进行遗传多样性分析、连锁不平衡估计和群体结构分析;应用TASSEL V 5.2软件中的混合线性模型（主成分分析+亲缘关系）对江淮大豆育种群体茅期耐旱性相关性状进行全基因组关联分析,定位耐旱性相关QTL位点,并解析优异种质的优异等位变异构成,以期为大豆耐旱遗传育种研究提供新品种（系）和新的基因资源。主要结果如下:1.江淮大豆育种种质群体芽期耐旱性鉴定经过预备试验,建立了室内高渗溶液人工模拟干旱胁迫试验程序,即15%PEG-6000,处理5天,第六天测量萌发相关性状,确定发芽势（GE）、发芽率（GR）、苗全长（WSL）、苗根长（RL）和苗干重（SDW）等5个性状为茅期耐旱性鉴定指标。对470份材料进行芽期耐旱性鉴定和筛选,结果表明在15%PEG-6000处理下各性状的平均值均小于对照;干旱胁迫处理下的变异系数均大于对照。各性状在基因型间和水分处理间均存在极显著差异（P<0.01）。相关分析表明,各指标间存在一定的相关性,反映了指标间存在内在联系。利用各性状耐旱系数的平均隶属函数值评价材料的耐旱性,将YHSBGP群体470份材料分为强耐旱型、耐旱型、中度型、干旱敏感型和干旱极敏感型5个等级;表现为强耐旱的材料有14份,占参试材料总数的2.98%;表现为干旱极敏感的材料有61份,占参试材料总数的12.98%。2.江淮大豆育种种质群体茅期耐旱性QTL的关联分析定位基于60510个SNP标记对470份材料分析发现:主要等位基因频率变幅为0.5000-0.9489,平均值为0.7794;遗传多样性值变幅为0.0969-0.5000,平均值为0.3109;多样性信息量的平均值为0.2542,变幅为0.0922-0.3750;遗传多样性分析表明该群体存在着丰富的遗传多样性。基于群体结构分析均可将YHSBGP群体470份材料分为分为3个亚群,亚群1（262份）,大多数品种是由亲本材料86-4衍生而来;亚群2,包含157份材料,这些材料的亲本多为88-48;亚群3共有51份材料,主要是亲本材料通豆和六丰的杂交后代;Neighbor-Joining聚类分析和主成分分析与群体结构分析均具有相同的结果。LD分析结果显示,介于0.90-1.00的R2值和D’值分别占8.66%和58.66%,且全基因组平均的LD衰减距离约为500Kb。在-log10P≥4.78的显著水平下,共检测到3个SNP标记与性状关联;在-log10P≥3.50的显著性水平下,共检测到103个SNP标记与性状关联,其中相对苗根长关联标记最多（40个）,相对苗干重关联标记最少（8个）;检测的显著SNP位点主要分布在大豆基因组的17条染色体上,其中6个与相对苗全长和相对苗根长均有显著关联;与相对发芽率显著关联的位点Gm1038907922、Gm1038920843 和 Gm1038921029 与前人发现耐旱相关 SSR位点satt478和sat581相距较近。3.江淮大豆育种种质群体芽期耐旱性优异等位变异的解析从与芽期萌发性状显著关联的SNP标记的等位变异效应中筛选出一批优异的增效等位变异。在与相对发芽势显著关联位点中筛选出6个优异等位变异;在与相对发芽率显著关联位点中筛选出7个优异等位变异;在与相对苗根长显著关联位点中筛选出21个优异等位变异。解析了各性状表型均值最大的20份材料各自的优异等位变异的分布特点,鉴定出强耐旱型品系矮/118-1（L462）和94-16/IA2077-3（L011）分别携带相对发芽势相关的5个优异等位变异和相对苗根长相关的15个优异等位变异,为亲本的选择和组配提供理论和实践指导。