黑龙江北部大豆育成品种产量及其相关性状的遗传变异和关联分析

摘要

大豆是我国乃至世界主要的粮食和经济作物，一直作为油脂、蛋白质的重要来源以及食品、饲料等多种加工业的原料。东北不仅是我国大豆的主产区，也是我国大豆育成品种数目最多的生态区，于1923年到2005年间育成品种646个，占全国育成品种数的49.69％，育种研究水平处于国内领先地位。育成品种是在特有的生态环境下经过长期的自然选择和人工选择、蕴含着丰富的遗传信息，具有广泛的遗传变异，可以作为选育突破性新品种的物质基础。从表型方面和分子方面对育成品种进行研究，有利于发掘高价值的种质及基因，对开展育种工作具有十分重要的意义。本研究利用收集来自于黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古地区适宜于黑龙江北部生态区域的240份大豆育成品种，对其产量、株高、百粒重、单株结荚和主茎节数性状进行了表型变异和关联分析，主要研究结果如下:
　　1、产量及相关性状的方差分析对240份东北大豆育成品种的产量、株高、百粒重、主茎节数和单株结荚数5个性状进行方差分析，结果表明:不同区纽间的小区产量、百粒重、主茎荚数性状的表现为极显著差异（P＜0.01）;不同材料的小区产量、百粒重、株高、主茎节数和主茎荚数性状均表现为极显著差异（P＜0.01），说明所选材料的5个农艺性状具有一定代表性，适用于后续的研究。
　　2、产量及相关性状的遗传变异分析对240份东北大豆育成品种的产量、株高、百粒重、主茎节数和单株结荚数5个性状不同材料通过描述统计进行表型上的遗传变异分析，结果表明:所有品种在不同性状上均存在广泛的遗传变异，产量变异范围为265.25-2224.51 kg/hm2，株高的总体变异范围为48.13-100.05cm，百粒重的变异范围在4.95-22.95g，主茎节数的变异范围在9.58-17.33个、主茎结荚数的变异范围11.05-52.03个，按照育种地将材料分成黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古4个群体，并求出品种群体的平均值、最大值、最小值、振幅、标准差和变异系数。以产量大于1600kg/hm2标准选取19个品种，与其他性状优异的品种进行比对，发现6个品种的产量较突出的情况下，其他产量相关性状都较突出，如绥农26品种不仅产量最高，其主茎节数17.05个，主茎荚数43.48个，同样达到较大值，合丰56品种产量1949.76kg/hm2，其主茎节数16.55个，其主茎荚数43.5个，同样达到较大值，其他品种如东农45、垦丰16、垦豆25、黑农6的产量达到较高水平，其主茎荚数性状、主茎节数性状和百粒重性状同样达到较高水平。
　　3、产量及相关性状的关联分析避免基因多态性位点与性状伪关联造成假阳性结果，关联分析前应用STRUCTURE软件，并采用Evanno等方法估测样本的群体结构，确定了适宜亚群数为4。应用TASSEL软件程序的GLM程序，以各个体的Q值作为变协量进行群体矫正，将5个性状的表型数据分别对标记变异进行回归分析。在P＜0.05水平下，共得到了与产量及其相关4个性状的44个位点。其中4个位点与产量相关联，16个位点与百粒重相关联，14个位点与株高相关联，7个与单株结荚相关联，6个位点与主茎节数相关联，解释率都不高，最高的是与百粒重相关联的Gm14sv316位点，解释率为5.5％。值得一提的是，发现5个位点与2-3个性状相关联。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 研究目的和意义

1．2 大豆概述及栽培区划

1．3 东北大豆熟期组的划分研究

1．4．1 国外大豆育种研究概况

1．4．2 国内大豆育种研究概况

1．5 东北春大豆育种研究概况

1．5．1 东北大豆育成品种的遗传基础

1．5．2 东北春大豆栽培模式的研究

1．6 大豆育成品种遗传多样性研究状况

1．7 大豆产量及其相关性状的遗传研究进展

1．7．1 株高性状的遗传研究

1．7．2 百粒重性状的遗传研究

1．7．3 主茎节数性状的遗传研究

1．7．4 主茎荚数性状的遗传研究

1．8 分子标记的发展

1．8．1 基于DNA-DNA杂交的分子标记

1．8．2 基于PCR技术的分子标记

1．8．3 基于限制性酶切和PCR的分子标记

1．8．4 基于单个核苷酸多态性的分子标记技术

1．8．5 基于基因组测序开发的SV标记

1．9 关联分析

1．9．1 关联分析方法的优点

1．9．2 关联分析方法在大豆中的应用

第二章 材料方法

2．1 试验材料

2．2 试验设计

2．3 田间农艺性状调查及室内考种

2．4 分子标记

2．5 方差分析

2．6 农艺性状分析

2．7 群体结构分析

2．8 关联分析

3．1 材料分析

3．2 方差分析

3．3 东北240个育成品种五个表型性状的分析

3．4 东北240个育成品种群体遗传结构

3．4．1 K值的确定

3．5 关联分析结果

第四章 全文讨论、结论

4．1 全文讨论

4．1．1 表型数据结果的评价

4．1．2 群体结构分析的必要性

4．1．3 关联分析结果的评价

4．1．4 SV标记类型对结果的影响

4．1．5 本文的创新点

4．2 全文结论

4．2．1 东北大豆育成品种的表型分析

4．2．2 群体结构的确定

4．2．3 关联分析结果

参考文献

致谢