川渝地区地方和育成大豆品种籽粒性状关联分析

为挖掘川渝地区大豆品种籽粒蛋白质含量、油脂含量及百粒重与分子标记的关联位点,以232份川渝地区地方和育成材料构成的自然群体为试验材料,结合分布于大豆20条染色体的135个SSR分子标记检查所有材料的基因型,利用TASSEL 3.0软件中的混合线性模型对大豆籽粒蛋白质含量、油脂含量和百粒重进行关联分析.结果 表明:在P＜0.05显著水平且贡献率较高的情况下,2个环境中共检测49个关联位点.与蛋白质含量显著关联的位点有16个,贡献率总和为29.78％;与油脂含量相关的位点有19个,贡献率总和为41.94％;与百粒重相关的位点有14个,贡献率总和为13.92％.其中位点Satt554和Satt229与籽粒的蛋白质含量、油脂含量和百粒重性状同时存在关联.     

黑龙江省大豆推广品种农艺品质性状优异等位变异发掘

发掘推广品种的农艺和品质性状优异等位变异和载体材料可为培育优质大豆品种提供遗传信息和育种资源。本研究以200份黑龙江省近年大豆推广品种为试验材料,利用187对SSR标记进行全基因组扫描,分析群体结构,采用TASSEL软件的GLM方法对标记与3个农艺性状、蛋白质含量及油分含量进行关联分析。结果表明:10个SSR标记与百粒重关联,其中表型效应值最大的优异等位变异为Sat-149-192,载体材料为东农57;8个SSR标记与株高关联,表型效应值最大的等位变异是Satt413-206,载体材料为赤豆1号;13个SSR标记与生育期关联,表型效应值最大的等位变异是Satt631-180,载体材料为黑农61;5个SSR标记与油分含量关联,表型效应值最大的等位变异是Satt234-138,载体材料为合丰55;9个SSR标记与蛋白质含量关联,表型效应值最大的等位变异是Satt632-293,其载体材料为东农43。上述等位变异的信息为培育提供了亲本选配和后代等位条带辅助选择的依据。     

黑龙江省大豆推广品种农艺和品质性状优异等位变异的发掘

发掘推广品种的农艺和品质性状优异等位变异和载体材料可为培育优质大豆品种提供遗传信息和育种资源。本研究以200份黑龙江省近年大豆推广品种为试验材料,利用187对SSR标记进行全基因组扫描,分析群体结构,采用TASSEL软件的GLM方法对标记与3个农艺性状、蛋白质含量及油分含量进行关联分析。结果表明：10 个SSR标记与百粒重关联,其中表型效应值最大的优异等位变异为Sat-149-192,载体材料为东农57;8个SSR标记 与株高关联,表型效应值最大的等位变异是Satt413-206,载体材料为赤豆1号;13个SSR标记与生育期关联,表型 效应值最大的等位变异是Satt631-180,载体材料为黑农61;5个SSR标记与油分含量关联,表型效应值最大的等位 变异是Satt234-138,载体材料为合丰55;9个SSR标记与蛋白质含量关联,表型效应值最大的等位变异是Satt632- 293,其载体材料为东农43。上述等位变异的信息为培育提供了亲本选配和后代等位条带辅助选择的依据。     

大豆种子活力相关性状优异等位变异的发掘

发掘与大豆种子活力性状相关联的标记及优异等位变异是选育高活力品种的基础。本研究利用标准发芽实验对我国北方地区174份大豆品种7个种子活力相关性状进行连续两年（2018-2019年）的表型鉴定,并结合覆盖大豆20条染色体上的210对SSR标记进行表型和标记的关联分析。结果表明：供试品种表型变异系数为15.58%~38.31%。将群体划分为2个亚群,检测到27个与活力性状相关联的标记,累计60个（次）,其中24个SSR标记在两年共同被检测到,对表型变异解释率为2.68%~23.60%,Sat-267对苗长的表型变异解释率最高,为23.60%,Satt250对发芽势的表型变异解释率为23.15%;标记Satt311、Satt250、Satt606、Satt-267与两个以上的活力性状关联。共获得108个增效优异等位变异及相应的载体材料,其中Satt250-217bp对侧根长的增效值最大,并对发芽势也具有增效作用;典型载体材料北疆1号和合农75号携带了两个以上活力性状的最大增效等位变异。     

东北地区大豆主栽品种油份蛋白含量的关联分析

为探寻与大豆油份含量、蛋白含量相关的关键位点,本研究选取中国东北地区92份大豆主栽品种及常用种质资源品种群体基于蛋白含量和油份含量的Meta分析,进行基于数学模型的类群划分评价,估测样本群体的结构,应用简单线性模型分析与大豆油份含量、蛋白含量相关的的位点。结果表明,通过多次迭代测试,当K=5时,即该资源群体可以分为5个亚群时,为最稳定的分类结果,并在显著水平下（p<0.05）,贡献率大于1%的标记中,得到与大豆油份含量相关标记有Sat_412,Sat_195,Satt317,Sat_187,Sat_195,Satt255,Satt713,Satt468,Satt267,Satt686,Sat_294和AZ302047,对油分含量的总贡献率为39.54%。蛋白质含量相关标记有Satt683,Sat_311,Satt578,Satt181,Satt317,Satt700,Satt713,Satt255,Sat_242和Satt720对蛋白质含量总贡献率为48.39%。这些重要的标记位点为大豆油份含量和蛋白含量的分子辅助育种提供重要基础。     

江淮地区大豆籽粒高蛋白含量新品系的发掘与遗传关系分析

本研究对国家大豆改良中心种质创新计划中296份稳定品系进行多环境田间试验获得蛋白质含量数据,并利用227对PAV标记和93对SSR标记基因型数据进行蛋白质QTL关联分析。结果表明,供试材料蛋白质含量变幅为34.50%~53.84%,平均遗传率达92.57%,品系与环境间存在极显著互作。6个环境下与蛋白质含量显著(P≤0.05)和极显著(P≤0.01)关联的位点分别有139、44个,分布于大豆基因组的20个染色体,其中在2个以上环境被重复检测到的有8个。以平均蛋白质含量45%为标准筛选出64个新品系,分别来自33个杂交组合。基于AMMI模型的品种稳定性分析发现高蛋白含量材料Di变幅达0.08~1.27,来自菜豆5号/泰兴黑豆、南农73-932/早熟18等组合的新品系在6个环境表现稳定;基于分子标记可将高蛋白品系聚为6类,具有共同亲本的材料多聚在一起,且高值材料(47%)和低值材料的杂交组合也被区分开。对5个在多环境都检测到的关联位点进行分析,发现64份高蛋白材料分别含0~4个优异等位变异,材料间优异等位变异的构成存在差异。聚合不同优异等位变异可能创造更高蛋白质含量的新品系。     

基于SSR标记关联分析挖掘大豆灰斑病10号生理小种抗病资源

培育灰斑病抗性品种可降低灰斑病对大豆生产的危害。本研究以202份黑龙江省近25年主栽的大豆品种构建关联群体,在人工接种条件下鉴定大豆品种对灰斑病10号生理小种抗病指数。利用187对SSR标记对遗传多样性、群体结构和连锁不平衡位点进行分析,通过GLM 和MLM两种模型对大豆品种的灰斑病抗性与标记进行关联分析,进一步分析抗性关联位点等位变异与抗性表型效应关系。结果表明：202份大豆品种对灰斑病10号生理小种抗性遗传变异系数为14.26%;187个标记在群体中共获得809个等位变异,平均等位变异为4.42个,变幅2~10个,其中17号染色体的平均PIC值最高（0.64）,12号染色体的平均PIC值最低（0.26）;检测到稀有等位变异146个,特有等位变异位点58个;无论共线性组合位点还是非共线性组合位点均存在不同程度LD,连锁不平衡P<0.05支持的对数占总对数的21.65%;202份大豆品种被划分为3个亚群,亚群POP1与POP3之间遗传距离最小（0.03）,亚群POP2与POP3之间遗传距离最大（0.35）;两种模型共同检测到11个SSR标记与灰斑病10号生理小种抗性显著关联,其中位于3号染色体上的Satt549的贡献率最大,可解释表型变异14.74%;具有增效效应的等位变异共有24个,增效效应超过10的等位变异有7个,增效效应最大为Satt703-247（19.62）,典型载体材料为合丰29;其次是Satt587-185（19.58）,典型载体材料为东农50;Satt549位点增效等位变异的平均效应值最高（13.87）,Sat_366位点增效等位变异的平均效应值最低（0.84）。聚合优异等位变异和载体材料可为培育抗灰斑病品种的亲本选配和后代等位条带辅助选择提供依据。     

利用选择回交导入群体定位大豆蛋白质含量QTL

大豆是重要的植物蛋白来源,定位大豆蛋白质含量QTL,可为分子标记辅助育种和基因挖掘提供依据。本研究以我国综合性状优良的黄淮海主栽品种中黄13为轮回亲本,日本品种东山69为供体亲本,构建了BC2F2回交导入系群体;利用性状–标记间的单向方差分析和卡方测验检测BC2F2随机群体(RP)及选择回交导入群体(BSP、PSP和NSP)中影响大豆蛋白质含量的QTL。2种方法在4个群体中定位到蛋白质含量相关的QTL 42个,5个位点在随机群体和极端选择群体中被多次重复检测到,分别为Sat_202、Satt170、Satt282、Sat_074、和Satt146;单向方差分析在随机群体和双向选择群体中同时检测到Sat_077、Sat_202、Satt282、Satt146和Satt712等5个效应值较大(10%)的蛋白质含量QTL,分别位于C1、C2、D1b、F和J连锁群上,位于D1b和J连锁群上的Satt282和Satt712效应最大,F值达到8.77、7.80和9.01、11.61,与其连锁的QTL能解释的表型变异分别达13.55%、21.40%和13.85%、28.82%;卡方测验在极端选择群体中检测到的8个QTL与单向方差分析在随机群体中检测到的位点一致,其中双向选择群体检测到4个(Sat_202、Satt301、Sat_074和Satt146)、正向选择群体检测到2个(Satt250和Satt485)、负向选择群体检测到5个(Sat_202、Satt170、Satt282、Sat_074和Satt146)。定位到42个蛋白质相关QTL,结果表明单向方差分析对双向选择群体有一定的应用价值,卡方测验更适合单向选择群体的QTL检测。     

野生大豆芽期耐盐性状的关联分析

盐渍化是危害大豆生产的主要非生物胁迫因素之一。目前大豆耐盐性研究主要集中在栽培大豆的苗期耐盐性,而芽期耐盐性状的研究相对较少。野生大豆蕴含丰富的耐逆基因,是栽培大豆遗传改良的重要资源。为了研究野生大豆芽期耐盐性状的遗传机制,以113份野生大豆为试验材料,进行芽期耐盐性状的鉴定,结合群体的分子标记对包括2年平均值在内的3个环境下的3个耐盐指数进行全基因组关联分析,共检测到与野生大豆芽期耐盐相关的位点26个,6个SSR标记Satt521、Satt022、Satt239、Satt516、Satt251和Satt285在2个或3个环境下均被检测到,4个SSR标记Satt516、Satt251、Satt285和GMES4990与2个或3个耐盐指数显著相关。对这些SSR标记进行分析,挖掘了最优的等位基因及其载体材料。以上这些结果对于阐明野生大豆芽期耐盐性状的遗传机制,进一步发掘新的耐盐基因具有重要意义。同时也为栽培大豆遗传基础的拓宽、大豆耐盐分子标记辅助选择和分子设计育种等后续研究提供重要依据。     

不同世代间大豆蛋白质和脂肪含量相关QTL的稳定性分析

以高油大豆东农46为母本,高蛋白大豆L-100为父本,建立F2、F2∶3、F2∶4、F2∶5代群体。应用SSR标记技术,对不同世代在不同地点条件下遗传群体的蛋白质、脂肪含量进行QTL分析。结果表明:不同世代群体的蛋白质含量、脂肪含量均接近于正态分布,其中群体脂肪含量偏向于东农46,蛋白质含量偏向于L-100。在F2∶4代检测到2个与蛋白质含量相关的QTL,分别位于D2和K连锁群,能够解释的表型变异率为1.92%~2.03%,其中位于Satt226附近的QTL在F2、F2∶3和F2∶5代能够稳定地被检测到。在F2∶4代检测到2个与脂肪含量相关的QTL,分别位于F和B2连锁群,能够解释的表型变异率为2.56%~6.98%,其中位于Satt577附近的QTL在F2∶3、F2∶5代能够稳定地被检测到。因此,本研究获得1个与蛋白质含量相关的稳定QTL和1个与脂肪含量相关的稳定QTL。