多年多点条件下大豆油分和蛋白质含量的QTL

论文摘要

大豆是重要的经济作物,即是人类重要的植物蛋白和油分来源之一,又是重要的饲料作物。目前我国生产上高油和高蛋白大豆品种还不能满足生产生活需要,迫切需要利用现代分子育种技术改良现有大豆品种的油分和蛋白质含量。大豆的这两个性状都属于多基因控制的数量性状,对其数量性状位点进行分析和定位,在分子辅助育种上具有重要指导意义。本研究利用源自美国大豆Charleston和中国品种东农594杂交获得的154个株系组成的重组自交系群体,在2002—2006年和2007年5个不同的地点对大豆的油分和蛋白质含量进行了分析。得到了控制大豆油分和蛋白质含量的QTL1.在10个环境下,共定位了34个与大豆油分含量相关的QTL。主要在A1,A2,B1, B2,C2,D1a,D1b,F,G,H,L和N连锁群上,其中在B1连锁群上定位了5个与油分含量相关的QTL,在A1,D1a和F连锁群上定位了4个相关的QTL。OilF-3,OilN-1和OilN-2是影响大豆油分含量的主效QTL。OilF-3定位在F连锁群GMRUBP-Satt030区间上,OilN-1和OilN-2分别定位在N连锁群Satt022-GMABAB和GMABAB-Sat095区间上。2.在10个环境下,共定位了37个与大豆蛋白质含量相关的QTL。主要在A1,B1, B2,C2,D1a,D1b,E,G,J,L,N和O连锁群上,其中在C2连锁群上定位了7个与蛋白质含量相关的QTL,在D1a连锁群上定位了6个相关的QTL,在E连锁群上定位了5个相关的QTL。ProC2-4和ProE-4是影响大豆蛋白质含量的主效QTL。ProC2-4定位在C2连锁群Sat092-Satt460区间上,ProE-4定位在E连锁群Satt452-Satt231区间上。3.本研究在10个环境下,发现19对大豆油分含量上位互作位点,发生在18个连锁群之间,涵盖了除了C1和K连锁群之外的所有连锁群。发现20对大豆蛋白质含量上位互作位点,发生在13个连锁群之间,涵盖大部分连锁群。在这些上位互作位点中,没有一对是发生在同样的两条连锁群上,但是发现同一位点与多个QTL位点发生互作。证明了上位互作方式的广泛性和复杂性。4.在10个环境下,共定位了34个与大豆油分含量相关的QTL,有23个QTL只在一个环境中被检测到。共定位了37个与大豆蛋白质含量相关的QTL,有27个QTL只在一个环境中被检测到。说明在不同的环境条件下,不同的控制大豆油分和蛋白质含量QTL的表达不同,进一步说明了大豆油分和蛋白质含量QTL受环境影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 植物数量性状的研究
• 1.2 遗传标记的发展
• 1.2.1 经典遗传标记
• 1.2.2 分子标记
• 1.3 遗传作图群体
• 1.3.1 初级作图群体
• 1.3.2 高级作图群体
• 1.3.3 群体大小的确定
• 1.4 QTL 定位方法研究进展
• 1.4.1 单标记分析方法
• 1.4.2 区间作图法
• 1.4.3 复合区间作图法
• 1.4.4 QTL 定位的混合线性模型方法
• 1.4.5 Bayesian 方法
• 1.5 QTL 上位性效应和QTL 与环境互作效应的研究
• 1.5.1 QTL 上位性研究进展
• 1.5.2 QTL 与环境互作效应的研究
• 1.6 大豆种子油分和蛋白质相关QTL 定位研究进展
• 1.7 本研究的目的及意义
• 2 材料与方法
• 2.1 供试材料
• 2.2 油分和蛋白质含量的测定
• 2.3 遗传图谱
• 2.3.1 采用改进的SDS 法提取叶片总DNA
• 2.3.2 SSR 引物来源
• 2.3.3 SSR 引物扩增
• 2.3.4 数据统计及分析
• 2.3.5 数据处理与QTL 定位
• 2.4 QTL 的命名方法
• 3 结果与分析
• 3.1 大豆油分含量QTL 分析
• 3.1.1 2007 年5 个地点的大豆油分含量QTL 分析
• 3.1.2 连续5 年大豆油分含量QTL 分析
• 3.1.3 10 个环境定位大豆油分QTL
• 3.2 大豆蛋白质含量QTL
• 3.2.1 2007 年5 个地点的大豆蛋白质含量QTL 分析
• 3.2.2 连续5 年蛋白质含量QTL 分析
• 3.2.3 10 个环境定位大豆蛋白质含量QTL
• 4 讨论
• 4.1 关于SSR 标记和SNP 标记
• 4.2 标记偏分离热点及其对QTL 定位的可能影响
• 4.3 主效QTL、上位性互作和环境互作效应是数量性状遗传基础
• 4.4 QTL 定位方法的比较
• 4.5 QTL 与作物遗传改良
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文