發(fā)布時間：2017-12-25 23:13

  本文關(guān)鍵詞：大豆始花期和重要農(nóng)藝性狀QTL定位及相互關(guān)系分析　出處：《沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 大豆 遺傳連鎖圖譜 始花期 分枝數(shù) 農(nóng)藝性狀

【摘要】：大豆為光周期反應(yīng)敏感的短日照作物,光周期反應(yīng)決定生育期長短,生育期與大豆產(chǎn)量、品種適宜種植范圍密切相關(guān)。開花(始花)是植物從營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)變的典型特征,與生育期密切相關(guān)。分枝數(shù)是大豆重要農(nóng)藝性狀之一,其影響大豆冠層構(gòu)型、群體受光、抗倒伏能力及種植密度等,與產(chǎn)量密切相關(guān)。因此大豆始花期和分枝數(shù)基因/QTL的挖掘與利用能夠為大豆分子育種提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。迄今為止,在大豆中已經(jīng)定位到控制開花的基因/QTL有E1-E9和J。然而,在相同已知始花期基因群體中,仍存在始花期相差很大的現(xiàn)象,這表明還有其他未知基因影響大豆始花期。為定位始花期和分枝數(shù)QTL,研究其之間的關(guān)系,本試驗利用遺傳背景差異較大的日本栽培大豆品種Toyomusume(e1-nl,e2,E3-Mi,E4)和中國東北栽培大豆品種綏農(nóng)10號(E1,e2,e3-T,E4)雜交構(gòu)建F2代、F3代群體及其衍生群體。本試驗利用均勻分布在大豆20對染色體上的671對SSR標(biāo)記,通過父母本(Toyomusume和綏農(nóng)10號)及其F3代群體(N=141)間具有多態(tài)性的158對SSR標(biāo)記(174對多態(tài)性引物中有16對冗余引物)構(gòu)建遺傳連鎖圖譜,包括27個連鎖群。試驗又利用 Illumina SoySNP8k iSelect BeadChip DNA 芯片(7189 對 SNP 引物)對親本(Toyomusume ×綏農(nóng)10號)及其F2代群體(N=100)進行基因分型,除去異常和無多態(tài)性及冗余的SNP標(biāo)記,共有1306對多態(tài)性SNP標(biāo)記用于構(gòu)建遺傳連鎖圖譜。該SNP遺傳連鎖圖譜包括20個連鎖群,一一對應(yīng)大豆的20對染色體,SNP標(biāo)記的遺傳距離和物理位置(Gmax_275_Wm82.a2.v1版本)高度一致,為QTL準(zhǔn)確定位奠定了基礎(chǔ)。3個始花期QTL(#T_2、qFT_6、qFT_16)都在2張遺傳連鎖圖譜上定位到,在SSR和SNP遺傳連鎖圖譜上還分別定位到qFT_3和qFT_19。對父母本及不同年代不同地點的8個F2代、F3代群體研究表明qFT_6、qFT_19、qFT_16為E1、E3、E9位點。對F4代群體研究表明qFT_2是真實存在調(diào)控始花期的微效QTL,到目前為止該位點尚未見報道。對不同年代不同地點的8個F2代和F3代群體及8種類型群體的E1、E3、E9、qFT_2位點進行研究,結(jié)果表明:不同環(huán)境條件下調(diào)控開花效應(yīng)最大的為E1基因,其次為E9基因。E1、E3、E9基因等位變異不同組合的8種類型群體始花期變異規(guī)律在不同年份和不同地點皆表現(xiàn)一致,即始花期E1/E3-Mi/e9E1/e3-T/e9E1/E3-Mi/E9E1/e3-T/E9e1-nl/E3-Mi/e9e1-nl/e3-T/e9e1-nl/E3-Mi/E9e1-nl/e3-T/E9。為研究始花期基因和分枝數(shù)之間的關(guān)系,對不同年代不同地點的8個F2代和F3代群體及8種類型群體的E1、E3、E9基因進行研究,結(jié)果表明:分枝數(shù)和E1基因呈極顯著相關(guān);分枝數(shù)和E9區(qū)域附近的差異位點呈顯著連鎖;分枝數(shù)和E3基因的關(guān)系沒有達到顯著水平。結(jié)合該群體始花期受E1、E9基因調(diào)控開花影響較大,E3基因調(diào)控開花影響較小,在遺傳角度上推測開花調(diào)控效應(yīng)較大的基因(E1、E9基因)對分枝數(shù)具有"一因多效"性。E1基因是調(diào)控開花最重要的基因,因此利用根瘤農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將E1基因轉(zhuǎn)入野生型植株(東農(nóng)50(e1-as)),并獲得2株E1超表達轉(zhuǎn)基因株系(E1#L16和E1#L18)。對E1超表達轉(zhuǎn)基因株系和野生型植株的分枝數(shù)統(tǒng)計分析表明E1超表達轉(zhuǎn)基因株系的分枝數(shù)顯著多于野生型植株。本試驗進一步推測E1基因具有對分枝數(shù)的"一因多效"性,但還需要在分子水平上進一步驗證。除分枝數(shù)之外,在始花期基因(E1、E3、E9)附近還定位到其他重要農(nóng)藝性狀的QTL。研究表明,E1基因?qū)χ旮�、主莖節(jié)數(shù)、分枝莢數(shù)、分枝粒數(shù)作用明顯。E3基因?qū)χ旮�、主莖節(jié)數(shù)、主莖莢數(shù)和主莖粒數(shù)有一定影響。由于E9基因是提早開花基因,其對株高和主莖節(jié)數(shù)影響不大。為排除始花期基因?qū)χ匾r(nóng)藝性狀影響,挑選始花期基因相同(E1、E2、E3、E4和E9基因)且始花期相近的4個大豆品種(超高產(chǎn)大豆品種:沈農(nóng)12、中黃35、遼豆14;普通大豆品種:遼豆11),通過田間施肥處理和生理試驗進一步研究大豆葉片生理與籽粒產(chǎn)量之間的關(guān)系。結(jié)果表明,在鼓粒關(guān)鍵時期超高產(chǎn)大豆品種葉片凈光合速率和葉色值顯著高于普通大豆品種;在鼓粒期葉片凈光合速率日變化沒有出現(xiàn)"光合午休"的現(xiàn)象,14點后超高產(chǎn)大豆品種葉片凈光合速率顯著高于普通大豆品種。在R1、R6、R7時期,超高產(chǎn)大豆品種葉片SOD活性均顯著高于普通大豆品種,MDA含量均低于普通大豆品種。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S565.1

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