大豆茎生长习性类型鉴别方法研究

为找到清楚、简便、准确地鉴别大豆茎生长习性类型的方法,于1988-1997年分别在南京和石家庄,研究了来自不同地区的共1536份品种和6个不同杂交组合F1、F2、F3Bernard标准的茎生长习性类型及有关的11个性状,从中选出有无顶花序(ETIMS)和上部节数相对值(RVNN)作为划分茎生长习性类型的成分性状.划分标准为:(1)有限型,有顶花序,RVNN＜0.2(夏播)或RVNN＜0.25(春播);(2)亚有限型,有顶花序,RVNN≥0.2(夏播)或RVNN≥0.25(春播);(3)无限型,无顶花序,RVNN≥0.2(夏播)或RVNN≥0.25(春播).用该法划分的结果与用Bernard标准划分的结果有很高的一致性,故在田间调查时可以用成分性状法代替Bernard方法.该法鉴定结果明确、稳定,方法简便易行,可在R3～R7期间于田间一次确定.     

中国栽培和野生大豆农艺及品质性状与SSR标记的关联分析 II. 优异等位变异的发掘

在前文研究已检出与农艺品质性状显著关联的SSR位点的基础上, 本文进一步对与性状关联位点的等位变异作解析, 通过将携带某等位变异的所有材料表型均值与携带无效等位基因(null allele)材料表型均值做比较, 估计等位变异的潜在表型效应增量(减量), 进一步利用该信息估计位点增效(减效)等位变异的平均效应, 鉴别出一批农艺品质性状优异位点、等位变异及携带优异等位变异的载体材料。发现在栽培及野生种质中检出的优异等位变异有同、有异、有互补性。发现关联位点正、负效应等位变异均值间有差异, 可根据育种目标性状选择要求, 选取适合的位点及相应等位变异。同一标记位点可与多性状关联, 其等位变异在不同性状间各有其表型效应的方向和大小; 等位变异在相关性状效应上方向、大小的异同解释了性状间正、负相关的遗传原因。关联作图得到的信息可以弥补家系连锁法QTL定位信息的不足, 并直接利用等位变异信息进行亲本选拔、组合选配及后代等位条带辅助选择以提高育种成效。     

大豆蛋白质有关性状的QTL定位

以科丰1号×南农1138-2组合衍生的184个重组自交家系(简称RIKY)和(Essex×ZDD2315)×ZDD2315衍生的114个BC₁F₂家系(简称BIEX)为材料,对蛋白质含量、蛋油总量与油脂含量,11S、7S、11S/7S,11S-1~11S-4, 7S-1~7S-6等4组16个性状利用WinQTL Cartographer Ver.2.5的复合区间作图法(CIM)、多区间作图法(MIM)和IciMapping Ver.2.0的完备区间作图法(ICIM)进行QTL分析, 结果表明：(1) 在RIKY和BIEX群体分别定位到17⁺个和21⁺个QTL,合计38⁺个QTL;在RIKY有蛋白、油脂、蛋油总量QTL11个,在11S和7S亚基组上分别只有1⁺和3⁺个;在BIEX有前性状QTL2⁺个,有后性状QTL分别9⁺和6⁺个;(2) 两群体16个性状上均没有检测到共享的QTL,说明两群体的蛋白质有关性状具有完全不同的遗传基础;RIKY的两个亲本间蛋白、油脂和蛋油总量有明显遗传差异,但在亚基组上遗传差异不大,而BIEX则反之;(3) 4组总、分性状中,两群体一致表现出蛋白、油脂和蛋油总量和11S、7S和11S/7S比值两组在总、分性状间共享QTL(共同遗传基础), 而11S亚基组和7S亚基组两组性状在总、分性状间无共享的QTL;(4) 蛋白质有关性状QTL定位结果和分离分析结果共同表明这类性状主效基因和微效基因均占较大比重,要考虑两者兼用的育种方法。     

中国野生和栽培大豆11S及7S蛋白质相对含量的比较分析

大豆种质蛋白质11S和7S及其亚基组相对含量的遗传变异是专用型品种选育的基础.以全国各生态区的野生豆138份和地方品种409份,国内育成品种148份、国外育成品种83份,合计778份大豆种质为材料.采用SDS-PAGE电泳技术测定蛋白质11S和7S组分及其亚基组相对含量,研究其遗传变异.在南京同一条件下的结果表明:全国野生豆、地方品种和育成品种11S相对含量平均分别为54.7%、64.8%和71.7%,变幅28.8%～82.6%、38.8%～79.4%和48.2%～88.9%;7S相对含量平均分别为44.7%、34.9%和27.9%,变幅20.6%～71.2%、20.6%～61.1%和15.7%～47.8%;11S/7S比值平均分别为1.4、2.0和2.7,变幅0.4～3.9、0.6～3.9和0.9～4.0.野生豆驯化为栽培豆并经选育后11S相对含量和11S/7S比值上升,7S相对含量下降,变幅均减小;亚基组11S-2和11S-3相对含量增加;7S的6个亚基组,尤其7S-1和7S-6,相对含量下降.11S、7S、11S/7S以及各亚基组在各群体各生态区内均有较大变异,但与来源地纬度、蛋白质和油脂含量均无显著相关.从中优选到11S/7S比值大于3.7、11S相对含量为78.9%～88.9%的8份种质,发现有11S的4个亚基组相对含量分别大于37%、7S的6个亚基组相对含量分别大于24%、以及11S-1和7S的6个亚基组缺失的种质,这些特异种质可供蛋白质组分育种利用.     

中国栽培和野生大豆农艺品质性状与SSR标记的关联分析 I. 群体结构及关联标记

关联作图是一种利用连锁不平衡(linkage disequilibrium, LD)检测自然群体中基因位点及其等位变异的方法。利用60个SSR标记, 对全国大豆地方品种群体(393份代表性材料)和野生大豆群体(196份代表性材料)的基因组变异进行扫描, 分析两类群体的连锁不平衡位点、群体结构, 并采用TASSEL软件的GLM (general linear model)方法对16个农艺、品质性状观测值进行标记与性状的关联分析。结果表明: (1)在公共图谱上不论共线性的或是非共线性的SSR位点组合都有一定程度的LD, 说明历史上发生过连锁群间的重组; 栽培群体的连锁不平衡成对位点数较野生群体多, 但野生群体位点间连锁不平衡程度高, 随距离的衰减慢。(2) 群体SSR数据遗传结构分析发现, 栽培群体和野生群体分别由9和4个亚群体组成, 亚群的划分与群体地理生态类型相关联, 证实地理生态类型划分有其遗传基础。(3) 栽培群体中累计有27个位点与性状相关; 野生大豆种质中累计有34个位点与性状相关。部分标记在两类群体中都表现与同一性状关联, 检出的位点有一致性, 也有互补性; 一些标记同时与2个或多个性状相关联, 可能是性状相关乃至一因多效的遗传基础; 关联位点中累计有24位点(次)与遗传群体连锁分析定位的QTL一致。     

食品分析大实验的教学改革与实践——以食物中三大能量营养素测定为例

以“火腿肠中脂肪、碳水化合物、蛋白质的测定”为主线,设计了由三个相互关联,前后链接一体的综合研究性实验板块:脂肪含量的测定、淀粉含量的测定、蛋白质的测定以及相应的计算及讨论,尝试对实验教学的改革与实践,旨在提高食品分析实验的教学质量,提升学生的思考能力、实验综合设计能力和强化技能训练.     

大豆蛋白质提取工艺中碱溶pH值的简单效应分析

研究了提取大豆蛋白质工艺中pH值对蛋白质提取率及得率的简单效应,结果表明:①在料水比1∶10、酸沉pH值4.3、离心速度4 000 r/min、碱溶pH值9.5、碱溶时间为45 min的条件下,蛋白质平均提取率最高为66.49%。在pH值7.5~9.0之间,碱溶pH值对蛋白质提取率的简单效应为2.88%;在pH值9.0~10.0之间,简单效应下降直至为负值。方差分析表明,各处理间蛋白质提取率差异极显著;新复极差测验表明,pH值7.5~9.0之间时,各处理的蛋白质提取率差异极显著,pH值9.0~10.0之间时,差异不显著。②同样条件下,蛋白质平均得率最高为37.23%。在pH值7.5~9.0之间,碱溶pH值对蛋白质得率的简单效应为2.33%;在pH值9.0~10.0之间,简单效应下降直至为负值。方差分析表明,各处理间蛋白质得率达显著水平;新复极差测验表明,pH值7.5~8.5之间时,各处理间的蛋白质得率差异显著,pH值8.5~10.0之间时,差异不显著。③在不考虑其他因素时,为了取得碱溶pH值的最大简单效应,宜选择9.0作为碱溶pH值参数。     

碱溶时间对大豆蛋白提取率和得率的影响

[目的]改进提取大豆蛋白质的工艺,取得碱溶时间的最大简单效应。[方法]采用单因素分析方法研究提取大豆蛋白工艺中碱溶时间对大豆蛋白提取率及得率的简单效应。[结果]在料水比1∶10（M∶V,g/ml）、酸沉pH值4.3、离心速度4 000 r/min、碱溶pH值9.5、碱溶时间60 min的条件下,平均蛋白提取率最高,为66.51%,与碱溶时间为50 min时的平均蛋白提取率65.81%差异不显著。同样条件下,平均蛋白得率最高,为29.74%,与碱溶时间为50 min时的平均蛋白得率29.42%差异不显著。[结论]大豆蛋白质工艺提取中宜选择50 min作为碱溶时间的参数。     

大豆蛋白质有关性状遗传的分离分析

采用科丰1号×南农1138-2衍生的重组自交家系群体(RIKY)和(Essex×兴县灰布支)×兴县灰布支回交自交衍生群体(BIEX)为材料,应用SDS-PAGE电泳测定11S、7S、11S/7S比值及其10个亚基组的相对含量,用凯氏(Kjeltec)自动定氮仪测定蛋白质含量、自动索氏(Soxtec)抽提仪测定油脂含量。结果表明: (1) 两群体蛋白质组分及其亚基组有关性状以及油脂与蛋油总量等均有不同程度超亲分离,双亲间存在不同程度的位点互补。(2) 蛋白质含量遗传,两群体均为1对主基因+多基因模型,主基因和多基因遗传率分别为31.3%~40.9%和37.2%~53.7%。蛋油总量均为3对主基因+多基因模型,主、多基因遗传率分别为59.9%~66.6%和23.2%~27.9%。油脂含量为2~3对主基因+多基因模型,两类遗传率分别为48.6%~71.7%和4.2%~29.7%。(3) 11S组分均为3对主基因+多基因模型,两类遗传率分别为14.3%~60.7%和17.0%~50.7%。7S组分均为3对主基因+多基因模型,两类遗传率分别为34.5%~44.1%和21.5%~45.1%。11S/7S比值遗传均为2对主基因+多基因模型,两类遗传率分别为56.6%~74.8%和10.1%~20.1%。(4) 11S的4个亚基组依次分别为2~3对主基因+多基因、2对主基因+多基因、2对主基因+多基因、2~3对主基因+多基因模型。(5) 7S的6个亚基组依次分别为1~2对主基因+多基因、2对主基因+多基因、2~3对主基因+多基因、3对主基因+多基因、1~2对主基因+多基因和2对主基因+多基因模型。所有16个性状都由主基因和多基因控制,其中有10个性状两群体具相同的主基因数,其他6个性状两群体间相差1对主基因,两群体间遗传模型大同小异。这些相关性状的育种既要利用主基因还必须利用微效多基因,要考虑兼用两者的育种方法。     

中国野生和栽培大豆蛋白质及油脂含量的比较分析

蛋白质和油脂是大豆的主要营养成分,掌握大豆种质蛋白质和油脂含量的遗传变异是专用型品种选育的基础.以全国各生态区的野生豆138份、地方品种408份、国内育成品种145份、国外育成品种77份,合计768份大豆种质为材料,测定蛋白质和油脂含量,研究其遗传变异特点.结果表明:在南京同一环境下全国野生豆蛋白质含量、油脂含量和蛋脂总含量变幅分别为39.2%～54.2%、7.5%～17.5%和47.3%～64.6%,地方品种38.8%～51.5%、11.5%～22.5%和55.6%～69.0%,国内育成品种41.7%～49.4%、12.9%～22.9%和55.6%～68.6%.野生豆驯化为栽培豆并经人工选育后油脂含量和蛋脂总含量有大幅增加,而蛋白质含量平均数和变异度则有减小,说明以往人工进化着重在油脂含量的改进.三个性状各群体在各生态区内均有较大变异,区平均间差异并不大,各区都有优良变异.野生豆蛋白质含量、油脂含量和蛋脂总含量与来源地纬度并未发现相关;栽培豆地方品种和育成品种的油脂含量与地理纬度出现显著正相关;育成品种蛋白质含量与地理纬度还出现显著负相关;野生自然状态下蛋白质含量和油脂含量之间无相关,而栽培豆地方品种和育成品种依次增强了负相关;形成这种相关的原因在于地区间油脂含量人工进化程度的差异.