大豆品种、根瘤菌株的筛选及大豆苗期固氮相关性状的QTL分析

摘要

大豆与根瘤菌共生固氮是大豆生长发育氮素的主要来源。大豆随着氮肥施用量的增加，不仅抑制了大豆一根瘤菌的共生固氮作用，也给生态环境带来了不利的影响。因此，大豆固氮特性研究对于生态环境的持续发展具有重要意义。本研究对不同大豆品种与不同根瘤菌的相互作用进行了研究，经过鉴定，选择对固氮菌株2178结瘤固氮差异大的合丰25与固新野生大豆及其杂交组合重组自交系(RIL)群体F11，进行了苗期固氮特性鉴定。结合Mapmaker软件对其QTL定位分析。主要研究结果如下： 1.不同根瘤菌结瘤特性存在差异 具有广谱结瘤特性的根瘤菌株有7株，包括4个慢生根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)USDA110、USDA110-A、113-2，2178和3个快生大豆根瘤菌(Sinorhizobium fredii)WHG12、HH103、B16。 结瘤率较高的菌株有4株，包括WHG12、USDA205T、HH103以及B16，结瘤率均在80％以上；结瘤率较低的菌株有2株，包括2053和J19-1，结瘤率都是25％。 2.不同大豆品种结瘤特性存在差异 绥农14、郑92116、商951099、北京黑豆与慢生根瘤菌的结瘤率达到了100％，合丰25与大豆慢生根瘤菌结瘤效率也达到了85.7％；绥农20、黑农44与慢生大豆根瘤菌的结瘤率分别为33.3％、42.9％，是结瘤率较低的品种。来自北京的北京小黑豆，河南的两个栽培大豆品种商951099、郑92116以及河北的野生大豆与供试快生根瘤菌的菌株结瘤有效率都达到了100％；其它大豆品种与供试的快生根瘤菌的结瘤有效率在40％～67％之间。与慢生大豆根瘤菌相比，快生大豆根瘤菌对大豆品种的匹配性要求更严。 在选定的三组育种亲本中，商951099和郑92116与18株大豆根瘤菌结瘤率为100％，没有明显差异；而绥农14和绥农20、合丰25和固新野生大豆与慢生根瘤菌株2178结瘤固氮差异性显著(0.05水平)。合丰25和固新野生大豆与快生根瘤菌USDA205结瘤固氮差异显著(0.05水平)。 3.RIL群体结瘤固氮性状QTL定位分析 合丰25x固新野生大豆RIL群体苗期5个固氮相关性状均值介于双亲之间且存在超亲分离，其偏度和峰度均较小，符合正态分布，适于进行QTL分析。应用Map manager QTX b17/WinQTLcart软件进行固氮性状的QTL分析，在A1、L、D1b、D2、C2、I、O连锁群上，检测控制固氮的QTL有8个，对表型变异的解释为7.26％～15.05％。其中与固氮酶活性相关的QTL，位于第A1连锁群satt050～satt717区间和D2连锁群satt498～satt486；与根瘤鲜种相关的QTL位于I连锁群satt162～satt292，C2连锁群satt376～satt256，与侧根数目相关的QTL位于L连锁群satt418～smt523、O连锁群体satt633～679和A1连锁群satt050～satt073区间，贡献率较大分别为8.3％、7.26％、11.8％；与茎干重相关的QTL位于D1b连锁群satt005～satt600区间。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1.共生固氮体系

2 大豆与根瘤菌固氮特性筛选

3.结瘤固氮机理

4.固氮相关性状遗传及定位

5.研究意义

实验部分 第2章 大豆结瘤特性筛选研究

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

第3章大豆苗期结瘤固氮相关性状的QTL分析

1 材料

2 方法

3 结果与分析

4 讨论

第4章结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文