大豆幼苗期耐盐碱性的鉴定与关联分析

摘要

土壤盐碱化是世界范围内影响农作物生产的主要非生物胁迫因子，同时也是降低作物产量的主要因子。全世界大概有20％的农业灌溉用地受到盐碱的影响。近年来，由于不合理农业灌溉进一步加重了耕地盐碱化。为保持大豆在盐碱化土壤环境的持续生产，培育新品种是一种有效途径。然而，其先决条件是解析大豆耐盐碱性的遗传机制。
　　 大豆耐盐碱性遗传研究主要是利用双亲分离群体，其结果对作物育种贡献有限。为克服这一缺陷，利用品种资源群体进行关联分析是一种有效的方式。为此，本研究以分层随机抽样方法抽取的257份大豆品种为研究材料，在大豆幼苗期分别以浓度为100mM的NaCl溶液和10mM的Na2CO3溶液作为盐、碱处理液，以蒸馏水处理作为对照，大豆幼苗期主根长、下胚轴长、根鲜重、根干重和幼苗生物量的表型值以及各性状的耐盐、碱指数为指标，鉴定各大豆品种的耐盐碱性;利用135个SSR标记扫描该品种群体获得分子标记数据，通过上位性关联分析方法(EAM)和两种改进的压缩混合线性模型方法（ECMLMA和ECMLM）进行大豆耐盐碱性的关联分析;利用关联分析结果，发掘优异等位基因与载体品种，并实施设计育种。其主要结果如下:
　　 1、以大豆幼苗期根鲜重耐盐和耐碱指数为指标，鉴定出两年表现基本一致、重复性好的耐盐品种2个:枫紫田岸豆和白秋1号;鉴定出耐碱品种8个:临安八月白、嵊县田埂豆、遵义棕子豆、北川乌眼窝、枫紫田岸豆、广西大粒豆、合豆6号和冀豆13。枫紫田岸豆既耐盐又耐碱。
　　 2、以耐盐碱指数为指标，通过ECMLM方法检测到129个QTLs，其中主根长、根鲜重、根干重、下胚轴长和幼苗生物量分别有35、24、19、33和18个;通过EAM方法共检测到154个QTLs，其中主根长、根鲜重、根干重、下胚轴长和幼苗生物量分别有28、31、22、33和40介。两种方法共同检测到30个QTLs，以QTL×环境互作为主，贡献率为0.68％-9.38％。以原始观测值为指标，通过ECMLMA、ECMLM和EAM方法共同检测到20个QTLs，其中主根长、下胚轴长、根干重和根鲜重分别有6、10、1和3个。上述两种结果间既有相同的QTL，又有一定的互补性。
　　 本研究获得的大豆耐盐碱性部分关联标记与拟南芥耐盐基因的大豆同源基因连锁，例如satt453、satt656、satt411、satt687、sat256、sat413、sat153、sat672和satt102。
　　 3、利用关联分析结果，估计各QTL的等位基因效应，挖掘优异等位基因与载体品种，例如，主根长耐盐与耐碱指数减效最大的等位变异分别为353bp(sat_256)和401bp(sat_344)，其载体品种分别为德兴老鼠牙和徐豆10号。发现白秋1号和北川乌眼窝均携带耐盐、耐碱的优异等位变异，具有育种利用价值。

目录

声明

摘要

符号说明(英文缩略词)

第一部分 文献综述

第一章 文献综述

1．盐碱胁迫对大豆生长的影响

2 大豆耐盐、碱性鉴定及大豆种质资源耐盐、碱性评价

3 大豆耐盐性遗传、QTL定位和耐盐机理研究进展

4 关联分析的研究进展

5 本研究的目的与研究内容

第二部分 研究报告

第二章 试验材料与分析方法

1 材料与方法

2 数据的分析方法

第三章 结果与分析

1 大豆幼苗期耐盐碱相关性状的表型特征、方差及相关分析

2 大豆幼苗期耐盐碱性鉴定

3、盐碱指数的定位结果

4 原始表型性状的定位结果

第四章 讨论

1．与前人耐盐、碱性QTL定位结果的比较

2．相关分析与QTL成簇现象

3．与拟南芥耐盐、碱基因的比较

4．与现有大豆耐盐、碱基因的比较

5．指数与原始性状定位结果的比较

6 方法间的比较

第五章 全文结论及创新点

1 全文结论

2 创新点

参考文献

附表

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文