【摘要】：大豆是我國(guó)重要的糧食和經(jīng)濟(jì)作物,我國(guó)大豆的總產(chǎn)量因受進(jìn)口大豆的沖擊、國(guó)家的糧食種植政策以及大豆單產(chǎn)偏低的多重影響,總產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到消費(fèi)的需求。在大豆種植面積不能大幅度擴(kuò)增的條件下,如何提高大豆的單產(chǎn),是大豆育種者急需解決的問(wèn)題。大豆的產(chǎn)量與大豆農(nóng)藝性狀有著密切的關(guān)系,許多學(xué)者都做了相關(guān)方面的研究,結(jié)果表明影響產(chǎn)量的性狀多數(shù)為數(shù)量性狀。大豆子粒性狀包括粒長(zhǎng)、粒寬、粒厚,它的指標(biāo)對(duì)單株粒重、莢粒重量、百粒重等直接影響大豆產(chǎn)量的農(nóng)藝性狀起了決定性的作用。然而目前針對(duì)大豆子粒性狀的相關(guān)研究很少,很多標(biāo)記和區(qū)段并不能切實(shí)有效的利用到分子輔助育種當(dāng)中。針對(duì)這一問(wèn)題,本論文利用以往試驗(yàn)數(shù)據(jù)和近幾年的田間試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)影響大豆粒長(zhǎng)、粒寬的標(biāo)記位點(diǎn)和染色體區(qū)段進(jìn)行了分析和驗(yàn)證。通過(guò)以美國(guó)半矮稈大豆品種Charleston為母本,東北農(nóng)業(yè)大學(xué)高蛋白大豆品種東農(nóng)594為父本及后代重組自交系的147個(gè)株系為試驗(yàn)材料,從2006年到2016年種植,獲得了9年的粒長(zhǎng)、粒寬考種數(shù)據(jù)。利用南京農(nóng)業(yè)大學(xué)蓋鈞鎰院士課題組開(kāi)發(fā)的SEA軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了遺傳分析,通過(guò)試驗(yàn)對(duì)大豆子粒性狀遺傳進(jìn)行主基因+多基因混合遺傳模型分離分析,進(jìn)一步研究大豆子粒性狀的遺傳規(guī)律,利用已構(gòu)建的SSR與SNP遺傳圖譜開(kāi)發(fā)大豆粒長(zhǎng)、粒寬標(biāo)記,利用大豆全基因組導(dǎo)入系群體對(duì)標(biāo)記進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果如下:試驗(yàn)材料為RIL群體個(gè)體147個(gè),2006-2007年2次重復(fù),2008-2010年、2013-2016年3次重復(fù),田間管理方式同一般大田。收獲時(shí)從每行中間區(qū)段隨機(jī)選取5株長(zhǎng)勢(shì)一致的材料,每株選取有代表性的10粒種子進(jìn)行粒長(zhǎng)、粒寬考種測(cè)量,考種標(biāo)準(zhǔn)參考邱麗娟等人方法(邱麗娟和常汝鎮(zhèn),2006)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)完成后采用3σ原則篩除異常數(shù)據(jù),用EM法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行填補(bǔ),利用Excel電子表格計(jì)算最大值、最小值、平均值、峰度、偏峰等基本統(tǒng)計(jì)量。從結(jié)果表明粒長(zhǎng)最大值出現(xiàn)在2009年,最大值為8.9毫米;粒長(zhǎng)最小值出現(xiàn)在2009年、2014年,最小值都為5.9毫米,平均值在6.5-7.3毫米之間;粒寬最大值出現(xiàn)在2009年,最大值為6.0毫米,最小值出現(xiàn)在2008年,最小值為4.6毫米,平均值在5.6-6.8毫米之間。粒長(zhǎng)、粒寬總體呈現(xiàn)典型數(shù)量遺傳模式,近似正態(tài)連續(xù)分布可以進(jìn)行數(shù)量性狀遺傳分析。利用SEA軟件對(duì)9年的考種數(shù)據(jù)進(jìn)行遺傳分析,共獲得360個(gè)遺傳模型,其中最適模型18個(gè),粒長(zhǎng)性狀有5個(gè)年份模型符合2主效基因遺傳;有3個(gè)年份主基因遺傳率較高,4個(gè)年份主基因遺傳率中等,2個(gè)年份主基因遺傳率較低。粒寬性狀有2個(gè)年份模型符合2主效基因遺傳;有1個(gè)年份主基因遺傳率較高,4個(gè)年份主基因遺傳率中等,3個(gè)年份主基因遺傳率較低。總體來(lái)看粒長(zhǎng)、粒寬性狀按2對(duì)主基因+多基因模型遺傳時(shí),以中等遺傳率遺傳,可以進(jìn)行互作標(biāo)記開(kāi)發(fā)研究�；谧灾鳂�(gòu)建的SSR與SNP遺傳圖譜,利用自主開(kāi)發(fā)的互作分析軟件GI(Gene interaction V1.1)進(jìn)行分析,開(kāi)發(fā)得到了可能影響粒長(zhǎng)性狀的SSR互作標(biāo)記11對(duì),粒寬性狀SSR互作標(biāo)記6對(duì),開(kāi)發(fā)的標(biāo)記主要分布在2、3、4、6、9、10、13、15、17、18號(hào)連鎖群;同時(shí)開(kāi)發(fā)得到了可能影響粒長(zhǎng)性狀的SNP互作標(biāo)記286對(duì),粒寬性狀SNP互作標(biāo)記347對(duì),開(kāi)發(fā)的標(biāo)記主要分布于1、2、3、5、6、9、12、13、17、18號(hào)連鎖群。為能夠在實(shí)際分子輔助育種過(guò)程中,切實(shí)有效的使用所發(fā)現(xiàn)的標(biāo)記位點(diǎn),本研究使用含有野生大豆導(dǎo)入片段的213個(gè)株行個(gè)體為實(shí)驗(yàn)材料對(duì)SNP互作標(biāo)記位點(diǎn)進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明有6對(duì)SNP互作標(biāo)記落在了導(dǎo)入系片段Block1655、Block1659、Block3322區(qū)段里,結(jié)合表型數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算發(fā)現(xiàn)Block3322導(dǎo)入片段的有無(wú)可以導(dǎo)致粒寬變化,當(dāng)顯著性水平在0.01時(shí)粒寬性狀變化達(dá)到極顯著。證明Block3322導(dǎo)入片段所包含的標(biāo)記Mark472095與Mark500836的基因型可以直接表征出粒寬的性狀特征,這對(duì)分子輔助育種的實(shí)際應(yīng)用具有重要指導(dǎo)意義。本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的個(gè)體是栽培大豆與野生大豆雜交和回交后不同世代的遺傳個(gè)體,這兩個(gè)標(biāo)記可以直接區(qū)分個(gè)體的籽粒寬度,而且在不同個(gè)體上胡符合度很高。因此Mark472095與Mark500836可作為與產(chǎn)量相關(guān)標(biāo)記應(yīng)用于高產(chǎn)大豆品種的選育。研究結(jié)果對(duì)分子輔助育種具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

圖 2-1 大豆遺傳圖譜（引自陳慶山，2005[77]）Fig.2-1 Soybean genetic map(cite from Qshchen, 2005)高密度 SNP 標(biāo)記來(lái)源試驗(yàn)材料親本東農(nóng) 594 和 Charleston 之間的差異及 147 個(gè)穩(wěn)定遺傳的 R基因組簡(jiǎn)化測(cè)序共得 5308 個(gè) SNP 位點(diǎn)（齊照明，2014）[81]。標(biāo)記記帶 Charleston（♀）帶型記為 1，，來(lái)源于東農(nóng) 594（♂）帶型記為 2，雙親雜或模糊帶型記為 0。

親本間共檢測(cè)到 580524 個(gè)適用于 BCsFt 且親本深度不低于 4X 的 SNP 標(biāo)記，劃 bin 后上圖bin 有 3196 個(gè)，總上圖 SNP 523805 個(gè)。20 個(gè)連鎖群中總圖距 613.228cM，平均圖距 0.19cM通過(guò)已知信息將 Bin 分為 20 個(gè)連鎖群，以連鎖群為單位，采用 HighMap 軟件分析獲得連鎖群內(nèi) Marker 的線(xiàn)性排列，并估算相鄰 Marker 間的遺傳距離，最終得到總圖距為613.228cM 的遺傳圖譜（圖 2-2 所示）。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S565.1

【參考文獻(xiàn)】

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