美国大豆生产、育种及产业现状

美国是目前世界上最大的大豆生产国,大豆种植面积(每年3 000万hm2 以上)和总产(每年近8 000万t)均占世界的1/3左右;在大豆高产育种、品质育种、抗性育种等方面研究均居世界领先地位.分子育种已成为美国大豆品种改良的重要手段,美国第一代转基因大豆育成引领了世界大豆育种方向.研究借鉴美国大豆生产、育种与推广的经验...     

大豆不同环境下脂肪酸组分含量的QTL分析

大豆油的品质取决于脂肪酸各组分在大豆中的比例, 为发掘控制大豆5种脂肪酸含量的数量性状位点(QTL), 利用冀豆12和黑豆重组自交系群体构建遗传图谱, 采用Windows QTL Cartographer 2.5和QTL Network-2.0软件的CIM和MCIM法对大豆5种脂肪酸组分进行数量性状定位。结果表明,在石家庄和三亚各环境下共检测到16个QTL, 位于连锁群A2、B2、C2、F、G、I、L上。对2个环境联合分析, 检测到13个QTL, 其中9个用2种方法被检测到, 但这13个位点与环境互作的贡献率明显小于加性效应。其中在B2连锁群Satt168~Satt556控制硬脂酸的QTL Ste-1在河北石家庄和海南三亚均能被检测到, 贡献率均为12%, 在双尾群体和间隔挑选群体中也能检测到控制硬脂酸的QTL Ste-1, 说明这一QTL稳定存在于本组合群体中, 为今后大豆硬脂酸的QTL精细定位奠定了基础。     

大豆籽粒大小与形状性状的QTL定位

大豆籽粒大小和粒形性状不仅与产量和外观品量紧密相关,还对机械化播种有着一定的影响。本研究采用大粒栽培品种冀豆12与小粒半野生地方品种黑豆(ZDD03651)杂交衍生的包含188个重组自交系的F_6:8和F_6:9群体为材料,对粒长、粒宽、粒厚、长宽比、长厚比和宽厚比的遗传结构进行分析,并分别以WinQTLCart 2.5、QTLNetwork 2.1和IciMapping 4.1 3种模型对以上性状的加性效应QTL,QE互作效应及上位性互作效应进行检测。6个性状的广义遗传率介于64.01%~79.57%,遗传力较高,且除粒厚外的其他性状受环境影响显著。共定位到加性效应QTL38个,单个QTL的贡献率介于2.21%~10.71%之间,分布在12条染色体的17个标记区间内,且12个染色体区段至少与两种性状相关。两种及以上模型同时检测到的QTL有24个,3种模型均能检测到的QTL共8个,分别为qSL-17-1、qSL-18-1、qSW-6-1、qST-2-1、qST-6-1、qSLT-2-2、qSWT-2-1和qSWT-20-1。检测到7对上位性互作QTL,分别涉及粒长、粒宽、长宽比、长厚比和宽厚比,互作效应贡献率介于0.78%~6.20%之间。QE互作效应贡献率均较低,介于0.0005%~0.3900%之间。以多种模型同时检测结果准确性较高,可为分子标记辅助育种工作提供可靠理论基础。     

大豆种子脂肪酸含量的快速测定

脂肪酸的含量是油料作物品质的重要指标,以往的脂肪酸测定方法需要样品量大、工序繁琐、耗时长,不适合育种工作者前期对材料的筛选.用0.040 g大豆种子(约占种子的1/4)对脂肪酸的提取和甲酯化过程进行了条件优化,采用提取液(苯:石油醚=1:1)提取5 min,0.5 mol·L-1甲醇钠酯化7 min后即可进行气相色谱分析,使通常需要用近10 h的工作在12 min内完成,大大缩短了检测时间.通过与传统的索氏提取(GB/T5009.6-2003)、甲酯化方法(GB/T 17376-1998)比较,改进的方法结果准确可靠.     

大豆ms1轮回群体品质改良效应与分离特性研究

通过对引进的ms1轮回群体进行6年的基因丰富和轮回选择，形成了适宜当地生态类型区选择的LD基础群体。利用高蛋白、高油亲本对LD基础群体进行品质改良，进而形成高蛋白（db）和高油（gy）两个亚群体。改良后的高蛋白（db）亚群体平均蛋白质含量比基础群体增加1．18％，≥45％的个体占22．38％，高于基础群体10．99％；高油（gy）亚群体平均脂肪含量高于基础群体0．24％，≥20％的个体比基础群体增加11．05％。在品质改良的同时，ms1亚群体的开花期，成熟期，结英习性、脐色、茸毛色等质量性状的分离范围广，分离比例趋于均衡，后代分离类型明显较常规杂交组合丰富。本文还结合ms1亚群体研究实践，讨论了大豆ms1群体育种的方法、关键技术及选择效果。     

大豆ms1轮回群体品质改良效应与分离特性研究

【目的】针对大豆遗传基础狭窄的问题，研究ms1轮回群体品质改良效果与应用价值。【方法】选择23个适应当地生态类型品种材料，通过对引进的ms1轮回群体进行6年的基因导入与轮回选择，形成了适宜当地生态类型区选择的LD基础群体。利用高蛋白、高油亲本对LD基础群体进行品质改良，进而形成高蛋白（db）和高油（gy）两个亚群体。【结果】改良后的高蛋白（db）亚群体蛋白质含量比基础群体增加1.18%，达到ｔ0.2的显著水平，≥45%的个体占22.38%，高于基础群体10.99%；高油（gy）亚群体平均脂肪含量高于基础群体0.24%，达到ｔ0.4的显著水平，≥20%的个体比基础群体增加11.05%。ms1亚群体的开花期、成熟期、结荚习性、脐色等质量性状的分离范围广，分离比例趋于均衡。分枝数ms1群体变异系数为72.8%，大于常规杂交群体（57.3%），百粒重变异系数为18.1%，大于常规群体（16.5%），其它株高、单株荚数、荚粒数的变异系数没有明显差异。【结论】利用大豆ms1轮回群体进行品质改良的同时，保存了其它性状的分离变异范围与丰富的选择类型，更符合多目标育种的要求。本文还结合ms1亚群体研究实践，讨论了大豆ms1群体育种的方法、关键技术及选择效果。     

基于全基因组关联分析挖掘野生大豆蛋白含量QTL

为了充分挖掘野生大豆种质资源中的高蛋白基因及其连锁标记,以来自中国、韩国和日本,涵盖第4,5,6,7,8熟期组的508份野生大豆种质资源为材料,通过全基因组关联分析挖掘与野生大豆中高蛋白基因相关的SNP.参试材料蛋白含量数据从美国农业部种质资源信息网下载,为2a利用凯氏定氮法测定蛋白含量数据平均值,基因型数据从Soybase网站下载,利用Illumina公司大豆50K芯片(SoySNP50K BeadChip含有52041个SNP标记)检测获得.结果表明,参试材料蛋白含量呈正态分布,介于38.1％ ～56.9％,平均48.1％,标准差2.71％.遗传结构分析将参试材料划分为3组,分别包含271,111,126份材料.基于混合线性模型的关联分析,共检测到与蛋白含量相关的SNP位点74个,散布在19条染色体的60个单倍型区段内.显著性SNP位点LOD平均值为3.47,SNP位点BARC_1.01_Gm_01_54656209_A_G的LOD值最大,为5.18.根据显著性SNP位点富集程度,确定第11号染色体常染色质区15128832～15253199 bp、第12号染色体异染色质区26842687～27818244 bp的单倍型区段为本研究中的2个蛋白含量显著性相关区段,命名为HAP_11_1和HAP_12_1.HAP_11_1中,SNP位点BARC_1.01_Gm_11_15167305_G_A的LOD值最大,为3.80,可解释遗传变异为2.88％.HAP_12_1中,SNP位点BARC_1.01_Gm_12_27563620_C_T的LOD值最大,为4.12,可解释遗传变异为3.23％.为野生大豆高蛋白基因育种利用提供了检测标记,为野生大豆高蛋白基因克隆提供了线索.     

基于转录组测序技术挖掘大豆蛋白质合成相关基因

通过转录组测序技术挖掘蛋白质合成相关基因,为解析蛋白质合成机制奠定基础。以遗传背景相近但蛋白含量差异较大的大豆高蛋白品系冀HJ117(蛋白质含量52. 99%)及其回交亲本冀豆12(蛋白质含量46. 48%)为研究材料,利用转录组测序技术和生物信息学分析,以期挖掘大豆籽粒蛋白质合成相关基因。通过对转录组数据中冀HJ117和冀豆12差异表达基因的分析筛选,共得到336个差异表达基因,其中冀HJ117较冀豆12有195个上调表达基因,141个下调表达基因。通过GO功能富集分析,发现在分子功能类型中注释的差异基因主要与催化和连接等功能相关; KEGG显著富集分析发现差异表达基因主要富集在蛋白质内质网合成途径中,该途径共筛选到34个差异表达基因,其中33个基因在冀HJ117中表达量较高。从该途径中筛选出9个候选基因,采用荧光定量PCR方法检测其表达量,表达趋势与RNA-Seq检测结果基本一致,证实了RNA-Seq数据的可靠性。RNA-Seq测序结果获得了与蛋白质合成相关基因的基本信息,蛋白质内质网合成途径可能是冀HJ117与冀豆12蛋白质含量产生差异的重要通路。     

河北省大豆蛋白质、脂肪含量的初步分析

对 31 4个大豆样品进行了品质测定和初步分析 ,结果表明 :河北省种植的大豆蛋白质含量 36 2 3%～ 49 2 6% ,脂肪含量 1 4 42 %～ 2 4 1 0 % ,蛋白质与脂肪含量呈显著负相关 ,相关系数R =- 0 732 35 ;大豆品质与品种、生态条件、栽培条件密切相关 ,品种是大豆品质高低的内因和关键 ,水肥、播期、种植区域、生产条件等外因的综合作用也会导致生产品质不稳定。