【摘要】：異黃酮不僅參與調(diào)控植物的生長發(fā)育和逆境防御過程,同時(shí)在保護(hù)人體健康方面發(fā)揮著重要的作用。大豆是天然異黃酮的主要來源,為了滿足市場(chǎng)對(duì)大豆異黃酮的需求,高異黃酮含量的大豆品種選育成為育種人員的重要目標(biāo)之一。因此,本研究于2015、2016年在哈爾濱,長春和沈陽3個(gè)地點(diǎn)對(duì)180份大豆種質(zhì)資源的異黃酮及其組分大豆黃素、黃豆黃素、染料木素含量進(jìn)行評(píng)價(jià),并利用高密度SNP圖譜進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析,挖掘不同環(huán)境下大豆異黃酮組分性狀的遺傳位點(diǎn)、預(yù)測(cè)控制異黃酮組分含量的優(yōu)異等位基因,并對(duì)候選基因進(jìn)行克隆及功能的初步研究。為選育優(yōu)質(zhì)大豆新品種提供理論依據(jù)。研究結(jié)果如下:1.多環(huán)境大豆種質(zhì)資源籽粒異黃酮含量的測(cè)定與分析大豆異黃酮組分含量在不同地點(diǎn)、不同年份的表型值均表現(xiàn)為連續(xù)單峰分布,基本符合正態(tài)分布特點(diǎn);在不同環(huán)境下3種異黃酮組分的變異系數(shù)大小受環(huán)境、年份影響較小;總異黃酮與大豆黃素、黃豆黃素、染料木黃素間呈極顯著正相關(guān);高異黃酮品種中豆27和低異黃酮品種九農(nóng)20的異黃酮3種組分積累量增減幅度各有差異,但在不同品種間異黃酮?jiǎng)討B(tài)積累變化趨勢(shì)基本一致。2.大豆種質(zhì)資源籽�？偖慄S酮及其組分含量的全基因組關(guān)聯(lián)分析共檢測(cè)到了244個(gè)與異黃酮含量相關(guān)的SNP位點(diǎn),位于8號(hào)染色體上的SNP位點(diǎn)rs42031764同時(shí)控制總異黃酮和大豆黃素含量,并且在多個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)重復(fù)檢測(cè)到,是控制大豆異黃酮含量的重要位點(diǎn);選取與關(guān)聯(lián)位點(diǎn)距離小于20Kb的14個(gè)候選基因,其中候選基因Glyma.08G309500和Glyma.08G310300表達(dá)量模式在中豆27和九農(nóng)20的差異較大,基因注釋分別為蛋白激酶和鋅指結(jié)構(gòu),推測(cè)這2個(gè)基因可能參與異黃酮的合成。3.候選基因Glyma.08G309500和Glyma.08G310300初步功能鑒定轉(zhuǎn)Glyma.08G309500基因過表達(dá)根中異黃酮含量顯著高于野生型對(duì)照,轉(zhuǎn)Glyma.08G310300基因過表達(dá)根中異黃酮含量與對(duì)照相比差異不顯著,推測(cè)候選基因Glyma.08G309500具有提高大豆異黃酮含量的功能;且轉(zhuǎn)Glyma.08G309500基因敲除靶點(diǎn)的毛狀根中異黃酮含量顯著低于對(duì)照,轉(zhuǎn)Glyma.08G310300基因敲除靶點(diǎn)的毛狀根中異黃酮含量與對(duì)照差異不顯著,進(jìn)一步明確Glyma.08G309500基因可能參與大豆異黃酮的合成過程。4.Gm MPK20-6基因功能鑒定根據(jù)基因序列比對(duì),Glyma.08G309500基因與擬南芥At MPK20基因同源性較高,因此,將Glyma.08G309500基因命名為Gm MPK20-6基因,生物信息學(xué)預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)Gm MPK20-6基因與逆境和胚乳合成有關(guān)。通過根癌農(nóng)桿菌子葉節(jié)法轉(zhuǎn)化大豆受體東農(nóng)50,得到3個(gè)T3代轉(zhuǎn)基因穩(wěn)定株系,3個(gè)轉(zhuǎn)基因株系籽粒的總異黃酮含量、大豆黃素、染料木素均極顯著高于對(duì)照組,說明Gm MPK20-6基因在大豆籽粒異黃酮合成中起到正調(diào)控作用;3個(gè)轉(zhuǎn)基因株系抗病性明顯高于對(duì)照,推測(cè)Gm MPK20-6基因可能通過調(diào)控異黃酮含量來提高大豆對(duì)生物脅迫的抗性。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S565.1
【圖文】：

標(biāo)準(zhǔn)樣品 供試樣品Standard sample Testing samples圖 2-1 大豆異黃酮高效液相色譜圖Fig. 2-1 HPLC chromatograms of soybean isoflavone content外標(biāo)法測(cè)定并計(jì)算供試樣品中異黃酮各組分含量，供試樣品色譜圖（如 個(gè)峰的保留時(shí)間是 8.3 min，第 2 個(gè)峰的保留時(shí)間是 9.8 min，第 3 個(gè) 12.4 min，經(jīng)與標(biāo)準(zhǔn)樣品峰型保留時(shí)間比較，供試樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品的峰吻合，即色譜圖中 3峰型依次分別大豆黃素、黃豆黃素和染料木黃素。種質(zhì)資源總異黃酮和其組分的表型值分布特點(diǎn) 2015 年和 2016 年分別種植在哈爾濱市、長春市、沈陽市 3 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)質(zhì)資源異黃酮組分進(jìn)行測(cè)定，并分析其表型值分布情況，由直方圖（圖以看出，由 180 份種質(zhì)資源組成的自然群體在大豆種子大豆黃素、黃木黃素和總異黃酮組分四個(gè)性狀均呈連續(xù)單峰分布，基本符合正態(tài)分布

圖 2-2：2015年 3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)大豆籽�？偖慄S酮及大豆黃素、黃豆黃素、染料木素含量分Fig.2-2 Distribution of total isoflavone anddaidzein, genistein and glycitein in 180 soybean seedthree experimental sites in 2015

圖 2-3：2016年 3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)大豆籽�？偖慄S酮及大豆黃素、黃豆黃素、染料木素含量分布Fig.2-3 Distribution of total isoflavone and daidzein, genistein and glycitein in 180 soybean seeds atthree experimental sites in 2016.3 大豆種質(zhì)資源異黃酮組分的變異比較對(duì) 6 個(gè)測(cè)試環(huán)境（2015 和 2016 年哈爾濱、長春和沈陽試驗(yàn)點(diǎn)）獲得的 180 份大豆資源異黃酮 3 種組分及總異黃酮進(jìn)行了變異分析可知（表 2-2）。3 種主要異黃酮由高到低依次為染料木素、大豆黃素、黃豆黃素，該趨勢(shì)在不同地點(diǎn)、不同年不同品種間保持不變。從各試驗(yàn)地點(diǎn)分析結(jié)果表明，3 種異黃酮組分的變異系數(shù)在地點(diǎn)呈現(xiàn)相同的變化趨勢(shì)，即大豆素的變異系數(shù)最高，其次為染料木素，變異系數(shù)的黃豆黃素，在不同環(huán)境下 3 種異黃酮組分的變異范圍差異較小，變異系數(shù)大小境、年份影響較小。在 6 個(gè)測(cè)試環(huán)境條件下，發(fā)現(xiàn)黃豆黃素，3 個(gè)地點(diǎn)的均值較為接近；對(duì)于大豆黃素料木素而言，在哈爾濱試驗(yàn)點(diǎn)大豆黃素和染料木素含量相對(duì)較高，而沈陽試驗(yàn)點(diǎn)

【參考文獻(xiàn)】

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1 覃瀚儀;李魏;戴良英;;植物代謝產(chǎn)物在抗病反應(yīng)中的功能研究進(jìn)展[J];中國農(nóng)學(xué)通報(bào);2015年18期

2 梁慧珍;余永亮;楊紅旗;許蘭杰;董薇;牛永光;張海洋;劉學(xué)義;方宣鈞;;大豆異黃酮及其組分含量的遺傳分析與QTL檢測(cè)[J];作物學(xué)報(bào);2015年09期

3 李聰;曹文廣;;CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因編輯技術(shù)研究進(jìn)展[J];生物工程學(xué)報(bào);2015年11期

4 李艷超;趙青松;王鳳敏;陳強(qiáng);史曉蕾;楊春燕;;大豆遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)研究進(jìn)展[J];大豆科學(xué);2015年01期

5 楊勝先;牛遠(yuǎn);李夢(mèng);魏世平;劉曉芬;呂海燕;章元明;;栽培大豆農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)分析及優(yōu)異等位變異挖掘[J];中國農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年20期

6 TRAN Thi Thu Giang;黨小景;劉強(qiáng)明;HOANG Kim Toan;EDZESI Wisdom Mawuli;洪德林;;水稻4個(gè)產(chǎn)量性狀的SSR關(guān)聯(lián)分析[J];南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2014年04期

7 李為民;李思鋒;黎斌;;DNA分子標(biāo)記在野生大豆遺傳多樣性研究中的應(yīng)用進(jìn)展[J];中國農(nóng)學(xué)通報(bào);2014年21期

8 王光霞;王瑞剛;許建芳;曲飛;;發(fā)根農(nóng)桿菌K599轉(zhuǎn)化大豆綏農(nóng)28的研究[J];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年04期

9 劉思也;夏海濱;;一種新的由CRISPR/Cas系統(tǒng)介導(dǎo)的基因組靶向修飾技術(shù)[J];中國生物工程雜志;2013年10期

10 程真真;朱毅;郝睿;翟百強(qiáng);羅云波;;不同豆?jié){及豆?jié){粉中異黃酮含量的比較[J];食品工業(yè);2013年08期

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2 李小白;水稻若干性狀的關(guān)聯(lián)作圖和連鎖作圖分析[D];浙江大學(xué);2011年

3 姜振峰;大豆油分和蛋白質(zhì)含量遺傳效應(yīng)及與環(huán)境互作效應(yīng)QTL分析[D];東北林業(yè)大學(xué);2010年

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2 王靜;異黃酮合成代謝途徑中關(guān)鍵酶基因表達(dá)及底物差異研究[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 李莎;鋁脅迫下大豆GmAACT1和GmALF5基因的功能分析[D];吉林大學(xué);2015年

4 劉德泉;大豆異黃酮相關(guān)基因的表達(dá)分析及GmbHLH3a基因的功能鑒定[D];吉林大學(xué);2015年

5 宋瑞軍;大豆耐旱指標(biāo)評(píng)價(jià)、種質(zhì)篩選及相關(guān)性狀SSR標(biāo)記關(guān)聯(lián)分析[D];山西農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

6 柯蘭蘭;綠豆CHI與CHS基因的克隆與表達(dá)研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2015年

7 劉靜軼;發(fā)根農(nóng)桿菌介導(dǎo)IRT1基因轉(zhuǎn)化鎘超富集植物油菜的研究[D];北京交通大學(xué);2014年

8 周姚;水稻生育酚全基因組關(guān)聯(lián)分析及花青素代謝途徑遺傳改良[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

9 趙健如;大豆子葉節(jié)遺傳轉(zhuǎn)化體系的優(yōu)化及基因IFS2和CHI Ⅱ的遺傳轉(zhuǎn)化[D];吉林大學(xué);2014年

10 陳安樂;大豆發(fā)根轉(zhuǎn)化方法的建立及GmFRD3在大豆耐鋁性中的作用[D];吉林大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2804678