长豇豆若干重要农艺性状的QTL定位

论文摘要

豇豆（Vigna unguiculata L. Walp.）是世界上许多热带和亚热带地区重要的豆类作物,长豇豆（Vigna unguiculata. ssp. sesquipedalis）是豇豆的一个亚种,为东南亚国家常见的豆类蔬菜。始花期、始花节位、荚长、单株荚数和早衰性等为长豇豆重要的农艺性状,表现为数量性状的遗传特点,调控长豇豆的早期产量、总产量和商品品质。研究定位控制这5个性状的QTLs,阐释其遗传模式,获得相关分子标记,可为开展标记辅助育种奠定基础。本研究采用以半野生材料‘ZN016’和主栽品种‘之豇28-2’为双亲构建的RIL（F8:10）永久性群体中的209个株系为作图群体,在二年二个点共进行了七次重复试验。利用己构建的长豇豆高密度分子图谱和MapQTL5.0软件分别对这些性状进行作图分析,共检测到21个QTLs,分布在除LGl和LG9之外的9个连锁群上,其中主效QTL有5个,各有1个主效QTL分别控制始花期、始花节位、荚长、单株荚数和早衰性等性状。控制始花期、始花节位和早衰性的QTLs分别有3、4、7个,其中主效QTL均在LG11上,且在10.3cM-42.3cM范围内重叠,平均分别能解释27.2%、22.13%和22.78%的表型变异。与控制始花期的主效QTL峰值处共定位的分子标记有2个,分别为10043和clm0114,这两个位点的效应共能使始花天数减少3.2%。在四个环境下各有3个分子标记分别距控制另外2个性状主效QTL峰值处最近,Clm1206、11103和Clm1135平均能使始花节位值降低21.7%,11103、Clm1135和Clm0007平均使早衰程度减少35.7%。除了以上主效QTL外,其余都为微效QTLs,其中控制早衰性的微效QTLs较多,平均能解释8.75%的表型变异。控制另外两个性状的微效QTLs平均能解释的表型变异率在10%到20%之间。分别有4个和3个QTLs控制荚长和单株荚数,其中控制这两个性状的主效QTL在LG3上也有部分重叠,平均分别能解释44%和20.5%的表型变异。在四个环境下都只有一个分子标记与其峰值处共定位,分别是10247和clm0614,前者的效应能使豆荚长度增加21%,后者则使单株结荚数量增加21.2%。控制荚长和单株荚数的微效QTL（Qpl.zaas-2和Qpn.zaas-2）同时被定位在LG2上,并且距离峰值处最近的标记都是Clm0089,平均分别解释的表型变异率为12%和13.2%。Qpl.zaas-5和Qpl.zaas-10是控制荚长的微效QTL,分别能解释20.2%和9%的表型变异。控制单株荚数的另外两个微效QTL（Qpn.zaas-4和Qpn.zaas-7）解释的表型变异都在10%左右。通过标记的功能分析,本研究还确定了一个与Qpl.zaas-2峰值位置共定位,与细胞周期蛋白D3同源的SNP分子标记10317,它被认为是控制荚长的一个候选基因。基于长豇豆和大豆基因组共线性关系,通过分析与长豇豆中控制荚部性状的QTL区间相对应的大豆染色体基因组区域内基因的功能,确定LOB结构域蛋白基因和CYCD3分别为控制荚长和单株荚数性状形成的候选基因。本研究定位出控制始花期、始花节位、荚长、单株荚数和早衰性的QTL区间,并确定了控制荚长、单株荚数候选基因,为长豇豆标记辅助育种提供了理论基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 文献综述
• 1.1 长豇豆的农艺性状
• 1.1.1 始花期
• 1.1.2 始花节位
• 1.1.3 单株荚数
• 1.1.4 荚长
• 1.1.5 早衰性
• 1.2 豇豆的分子标记连锁图
• 1.2.1 早期普通豇豆连锁图
• 1.2.2 基于cSNPs的普通豇豆整合图谱
• 1.2.3 长豇豆遗传连锁图
• 1.3 数量遗传定位的原理和方法
• 1.3.1 QTL定位含义及原理
• 1.3.2 QTL定位方法
• 1.4 豆类作物农艺性状的QTL定位研究进展
• 1.4.1 始花期
• 1.4.2 始花节位
• 1.4.3 荚长
• 1.4.4 荚宽
• 1.4.5 单株荚数
• 1.4.6 种子重
• 1.4.7 早衰性
• 1.4.8 豇豆病虫害抗性
• 2 长豇豆开花相关性状QTL定位
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验设计
• 2.1.3 性状调查
• 2.1.4 农艺性状的统计分析方法
• 2.1.5 农艺性状的QTL分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 双亲表型分析
• 2.2.2 正态分布检验
• 2.2.3 方差分析
• 2.2.4 长豇豆开花相关性状的相关性分析
• 2.2.5 开花相关性状QTL分析
• 2.3 讨论
• 3 长豇豆荚部性状QTL定位
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验设计
• 3.1.3 性状调查
• 3.1.3 统计分析方法
• 3.1.5 农艺性状的QTL分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 双亲的表型差异
• 3.2.2 正态分布检验
• 3.2.3 方差和遗传力分析
• 3.2.4 长豇豆荚部性状的相关性分析
• 3.2.5 QTL作图分析
• 3.3 讨论
• 参考文献
• 附录
• 1.1 附录1 缩写词
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况