论文部分内容阅读
大豆产量相关性状粒形及百粒重与大豆产量和品质紧密相关,其遗传机制的分析具有重要的应用价值。以往的研究多采用双亲分离群体,得到的结果受限于两亲本范围内,不能充分挖掘最优等位变异。本研究以大豆品种自然群体为材料,采用关联分析方法检测粒形性状及百粒重的相关标记,并对其进行等位变异解析,挖掘优异等位变异,选配优异亲本组合,为大豆产量改良分子设计育种奠定坚实的基础。本研究选取分布于我国六大栽培生态区的215份大豆地方品种,于南京农业大学江浦试验站考察粒长、粒宽、粒高、长／宽、宽／高、长／高及百粒重等7个产量相关性状,并通过分子生物学实验技术用135个SSR标记对该群体进行全基因组扫描,获得7组数量性状表型数据和1组分子标记数据。首先,利用分子标记信息刻划群体的遗传特征,包括用STRUCTURE 2.2软件分析该群体的遗传结构、PowerMarker 3.0软件分析群体的遗传多样性和TASSEL软件分析分子标记间的连锁不平衡（Linkage Disequilibrium, LD）。结果表明：1)该定位群体包含5个亚群,当每品种分到各亚群概率的临界值设为0.4时,73.5%的大豆品种被明确分到四个亚群中,剩余品种组成混合组；2)135个SSR标记共产生了890个等位变异,变幅为1-26,多态性信息含量PIC（Sat228的PIC为0）的变幅为0.02～0.94；3)在134个多态性SSR标记产生的8911对位点对中,2004（22.49%）对位点对存在LD（P<0.05）,其中共线性位点对比例（34.16%）明显高于非共线性位点对比例（21.88%）,上述总体结果明显高于各亚群内的结果。其次,利用分子标记与数量性状表型信息,进行关联分析,定位各性状的主效QTL和上位性QTL。1)运用经验贝叶斯方法检测到与大豆粒形及百粒重相关的主效位点（次）31个（LOD≥2.5, P<0.05）,分别为粒长2个,粒宽4个粒高6个,长/宽1个,宽/高7个,长/高5个,百粒重6个,其中5个位点同时与多个性状相关；上位性位点30对,其中百粒重为29对,粒长为1对,效应均为极显著水平。2)利用TASSEL软件定位到相关位点（次）168个（P<0.05）,分别为粒长26个,粒宽32个,粒高28个,长/宽18个,宽/高22个,长/高17个,百粒重25个,其中86%的位点同时与多个性状相关；以百粒重为例,对该结果进一步剖分为①与连锁分析、经验贝叶斯检测结果一致的主效QTL共10个（40%）,②与经验贝叶斯检测的互作QTL相一致共9个（36%）,③LD引起的假QTL共6个（24%）。两种方法检测的结果既有一致性,又有互补性。一些标记同时与2个或多个性状相关,可能是性状相关乃至一因多效的遗传基础。最后,根据经验贝叶斯方法检测的QTL结果,发掘优异等位变异和预测优异亲本组合。发掘了对粒长、粒宽、粒高、长/宽、宽/高、长/高和百粒重性状增效潜力明显的Sat365-26 （+2.67）、Sat365-19 （+1.19）、Sat252-14 （+0.78）、Sat372-10（+0.17）、Satt632-8（+0.66）、Sat372-10（+0.48）和Sat 256-12（+12.50）等位变异,典型载体材料分别为嘉祥牛毛黄、郑州76065-3、牛毛黄、剑阁城关八月黄、双流六月黄、穗选黄、老鼠皮。预测了改良上述性状的可能优异亲本组合分别为：雅畈早豆×合肥两塘焦双青豆、鸭蛋青×雅畈早豆、湖南牛毛黄×北京豆、快豆黄×山东小粒青、溧阳大乌黄豆×合肥两塘焦双青豆、快豆黄×油葫芦和大青豆×尉青豆等,其中雅畈早豆、合肥两塘焦双青豆、大青豆和快豆黄可能对多个性状有改良作用。