华南野生大豆渗入系群体的建立和QTL鉴定

摘要

一年生野生大豆（Glycine soja Sieb.et Zucc.）是栽培大豆（Glycine max（L.）Merr.）的野生祖先，具有多花多荚、蛋白含量高及耐逆性强等优点，蕴藏着许多能拓宽栽培大豆遗传基础的有益等位基因，是栽培大豆改良最为重要的资源。华南地区是全世界最靠近赤道的野生大豆分布地，特定环境下的野生大豆必然积累一些优良基因。　　本研究以广东乳源野生大豆Z4为供体亲本、以桂夏豆2号为受体亲本构建华南野生大豆渗入系群体，其中回交一次渗入系群体（BC1）包括177株系，回交两次渗入系群体（BC2）74株。利用130对在双亲本间多态性良好的简单重复序列（SSR）标记检测渗入系群体的基因组，调查了两年渗入系群体在田间重要农艺性状的表现，并结合渗入系群体的基因型数据对大豆重要性状进行QTL初步定位。本研究为挖掘作物野生资源的有利等位基因提供新的工具，也为分子设计育种准备了材料。　　研究结果表明：　　1）试验中选择了346对均匀分布于大豆20条染色体的SSR标记进行双亲多态性检测，其中130对SSR标记在双亲本间多态性表现良好，多态性标记占标记总数的37.6%。这130对SSR标记覆盖大豆基因组总长1726.90 cM ，占大豆总基因组的75.36%。标记间最大遗传距离为56.49 cM，最小遗传距离为0.87 cM，平均距离13.38 cM，标记间距离大于30 cM的片段有13个。　　2）使用130对SSR标记检测渗入系群体基因型发现，BC1渗入系群体中Z4基因组覆盖度达到98.46%，174个家系中野生片段导入率在1.54%-45.38%，野生片段平均导入率21.23%，渗入系群体中野生片段导入率在15%-25%之间。BC2渗入系群体中Z4基因组覆盖度92.31%，74个家系中野生片段导入率在0%-45.38%，野生片段平均导入率为10.29%，渗入系群体中野生片段导入率在5%-15%之间。　　3）统计各标记处野生片段的导入率发现，在BC1渗入系群体中，各标记处野生片段导入率在0%-62.15%，平均导入率为21.18%。在BC2渗入系群体中，各标记处野生片段导入率0%-48.65%，BC2渗入系群体中野生片段平均导入率为10.29%。BC1和BC2渗入系群体各标记处野生片段导入率找不到相同的高导入率区域，但是同时存在低导入率区域，位于1号染色体的Satt407（遗传距离99.593 cM）和位于4号染色体的Satt578（遗传距离65.078 cM）的野生等位基因导入率都为0%，预示这两个区域为野生等位基因导入的冷点区域。　　4）2016、2017年分别调查了渗入系15个主要性状（初花期、株高、百粒重等），各性状分离明显，呈正态分布，但大部分株系性状分布在两亲本间。野生片段的导入对渗入系群体性状有明显的改变，说明野生片段的导入引起了后代广泛的遗传变异。　　5）结合渗入系群体的表型和基因型，对渗入系群体的15个性状进行QTL初步定位，共定位到191个QTL。其中1个初花期QTL、4个单株粒数QTL、1个单株粒重、2个秕荚数、5个1粒荚数QTL在BC1、BC2渗入系群体中共同检测到。BC1渗入系群体中11个QTL在两年中共同检测到、BC2渗入系群体中3个QTL在两年中共同检测到。

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3.3.11 渗入系群体3粒荚、2粒荚、1粒荚个数分布

参 考 文 献