【摘要】：本論文通過親本基因組重測序和后代個體簡化基因組測序技術(shù)開發(fā)高密度分子標(biāo)記用于兩個大豆重組自交系(RIL)群體產(chǎn)量相關(guān)農(nóng)藝性狀的QTL定位,驗(yàn)證了與前人研究的一致性,并對定位區(qū)間內(nèi)的變異信息進(jìn)行分析,為下一步精細(xì)定位相關(guān)基因位點(diǎn)做準(zhǔn)備;獲得了大豆生物鐘基因ELF4b的敲除突變體植株,初步解析了它對大豆開花時(shí)間和葉片衰老的影響。本研究中構(gòu)建的兩個RIL群體,分別為E1背景和e1-as背景,通過定位發(fā)現(xiàn),生育期性狀QTL與許多產(chǎn)量性狀共定位在相同的區(qū)間,證明生育期性狀可能是影響產(chǎn)量的重要因素。一因多效,同一位點(diǎn)控制不同的性狀,或者是控制不同性狀的位點(diǎn)共定位在相同的區(qū)間,需進(jìn)一步驗(yàn)證。SE群體為E1背景,選用兩種QTL分析方法在不同環(huán)境下均能穩(wěn)定檢測到3個影響生育期性狀的QTL位點(diǎn),分別位于6號、11號和16號染色體。其中位于6號染色體上的是影響三個生育期性狀的主效QTL,與E1緊密連鎖,與大家已經(jīng)公認(rèn)的E7位點(diǎn)相重疊。另外,分枝數(shù)、莢數(shù)和粒數(shù)等產(chǎn)量性狀的QTL也定位在6號染色體的相同區(qū)間。11號染色體上的QTL主要在開花后期和成熟期性狀中檢測到,主要控制開花后期大豆的生長發(fā)育過程,16號染色體上的QTL位點(diǎn)在開花期性狀和成熟期性狀中檢測到,推測它有可能主要在開花前期發(fā)揮調(diào)控功能�？刂瓢倭Ｖ氐腝TL區(qū)間定位在19號染色體峰值所對應(yīng)的標(biāo)記位置在控制大豆結(jié)莢習(xí)性的Dt1位點(diǎn)附近,且親本間Dt1位點(diǎn)具有多態(tài)性,證明Dt1可能調(diào)控大豆種子發(fā)育,影響百粒重。DW群體為e1-as背景,選用兩種QTL分析方法,在不同環(huán)境下均能穩(wěn)定檢測到一個主效QTL,位于4號染色體上,該區(qū)間包含已報(bào)道的E8位點(diǎn),另外該位點(diǎn)也在百粒重性狀中檢測到。DW群體在6號染色體上同樣檢測到控制分枝數(shù)的QTL位點(diǎn),通過分子標(biāo)記的物理位置來看,兩個群體的分枝性狀QTL區(qū)間相重疊,而DW群體并沒有在該區(qū)間檢測到控制生育期的QTL,推測兩個群體中控制分枝的候選基因有可能不同;也有可能相同,但與生育期位點(diǎn)無關(guān)。將大豆ELF4b基因敲除后,長日照人工氣候室種植條件下突變體材料早開花5天左右,FT2a、FT5a在突變體材料中上調(diào)表達(dá)。分析Harosoy背景的,E1、E2、E3和E4近等基因系材料中ELF4a、ELF4b的表達(dá),發(fā)現(xiàn)E1抑制ELF4a、ELF4b的表達(dá),E2對ELF4a、ELF4b的表達(dá)沒有顯著影響,E3、E4促進(jìn)ELF4a、ELF4b的表達(dá)。大豆ELF4b突變體材料葉片表現(xiàn)出早衰表型,轉(zhuǎn)錄組測序發(fā)現(xiàn),位于MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中,與植物抗衰老和抗病相關(guān)的基因PR1表達(dá)量明顯上調(diào)。通過酵母c DNA文庫的篩選發(fā)現(xiàn),ELF4a、ELF4b蛋白可以與一些轉(zhuǎn)錄因子互作,調(diào)控大豆的生長發(fā)育。
【圖文】：

大豆產(chǎn)量性狀 QTL 定位及 GmELF4b 基因的功能驗(yàn)證部分的性狀，如產(chǎn)量、品質(zhì)性狀、株高、開花期、狀位點(diǎn) (Quantitative Trait Loci, QTL) 所控制，其表狀不僅是一種多基因遺傳模式，還存在主基因模式 et al., 1974; 王健康, 1995)�；蚪M的研究，加速了人們對控制數(shù)量性狀的基因聯(lián)分析是研究數(shù)量性狀的兩種分析方法，連鎖分析(QTL mapping)，根據(jù)減數(shù)分裂時(shí)同源染色單體之間著基因間的距離增大而增大，，重組率可表示 cM) 表示 (Haldane, 1911; Kosainbi, 1944)，利用統(tǒng)

大豆產(chǎn)量性狀 QTL 定位及 GmELF4b 基因的功能驗(yàn)證更豐富的基因資源。測序技術(shù)的發(fā)展，推動了生命科學(xué)研究的進(jìn)程。目前的測序技術(shù)已經(jīng)能生物體內(nèi)基因組、轉(zhuǎn)錄組和表達(dá)譜的遺傳信息，來解釋生物體的復(fù)雜性基因組關(guān)聯(lián)分析法 (GWAS, Genome-wide association study)，簡化基因LAF-seq, Specific-Locus Amplified Fragment Sequencing), 集群分離分析因池法 (BSA, Bulked segregant analysis) (圖 1.2) 以及將 BSA 與轉(zhuǎn)錄組法 (BSR-seq，Bulked segregant RNA-Seq) 等，基于高通量測序的分析方制不同性狀的基因定位研究中, 包括大豆、水稻、小麥等不同作物中株、產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀 (Zhou et al., 2015; Arun et al., 2015; Cao et al., 2017; Ta013)。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S565.1


本文編號：2646111