大豆种皮色相关基因定位与利用研究

发布时间：2016-12-25 16:19

  本文关键词：中国作物新基因发掘:现状、挑战与展望，由笔耕文化传播整理发布。

《哈尔滨师范大学》 2012年

大豆种皮色相关基因定位与利用研究

宋健  

【摘要】：大豆种皮颜色是重要的形态学标记，野生大豆多为黑色，而栽培大豆多为黄色，它是在从野生大豆到栽培大豆的进化和人工选择过程中逐渐发生改变的。因此，大豆种皮色相关基因研究无论对进化理论还是对育种实践都具有重要的意义。种皮颜色是通过各种花色苷的沉积而形成的，虽然植物色素生物合成途径已经研究的相对比较清楚，但大豆中控制种皮颜色形成的基因尚未进行深入研究。本研究以黄色种皮的栽培大豆ZP95-5383为母本、黑色种皮的野生大豆NY279为父本构建的遗传分离群体为材料，利用分离群体分组法（BSA）筛选与种皮颜色相关的标记，通过复合区间作图法（CIM）初步定位控制种皮色相关的QTLs，并通过残余杂合系扩大群体对控制种皮颜色形成的基因进行精细定位，同时，利用关联分析方法对25份重测序材料对候选区间进行分析验证，取得的主要研究结果如下： 1.大豆种皮颜色的形成受多基因调控。通过对遗传分离群体F2-F4代种皮色分离情况调查分析发现不同世代材料种皮颜色的分离比较复杂，黄、绿、褐、黑4种种皮色的家系在后代都发生分离，其中绿色分离最为复杂，但在每个世代中都有纯合的家系产生，既包括在各世代中均不分离的家系也包括新产生的纯合的家系，说明种皮色是由多个基因共同调控，同时也有相互作用的机制。 2.利用BSA法初步定位了2个与种皮色相关的位点。通过BSA法从420个SSR标记中筛选出可能与种皮色相关标记17个，，分别位于1号、6号、8号染色体。利用这些标记分析了F2群体171个株系，采用MapManagerQTXb17软件构建了遗传连锁图，以Windows QTL Cartographer V2.5软件的CIM方法定位到与种皮色相关的位点2个，分别位于1号和8号染色体，LOD值分别为5和20，可解释遗传变异11%和60%，遗传距离15cM和22.17cM，物理距离为2.3Mb和5.5Mb，均为主效QTL位点。 3.精细定位大豆种皮色的基因。利用残余杂合系构建扩大群体，通过对候选区间标记进行加密使多态性标记达到61个，将8号染色体定位区间缩小到标记ls8-6与ls8-5之间，物理距离为526.582kb；1号染色体候选区间缩小到标记ls1-20与ls1-23之间，22kb，包含2个基因，区间内的标记ls1-22与黄色种皮共分离。 4.利用25份重测序材料对候选区间进行了单核苷酸多态性（SNP）的关联分析，验证了定位结果。25份材料包含9个栽培品种，8个地方品种以及8个一年生野生大豆，其中黄色种皮的材料10个，黑色种皮11个，褐色种皮4个。研究发现8号染色体精细定位候选区间内4321个SNP中相关性高（P1e-4）的位点主要位于一个270kb的区间，比精细定位结果缩小了250kb，其中最相关的位点（P1e-10）的位点有6个，位于224kb的区间，包含有CHS串联重复序列；在1号染色体初定位候选区间内2667个SNP中相关性高的位点主要位于一个约170kb的区间，与精细定位结果一致。 5.利用大豆种质资源鉴定黄种皮相关标记的选择效率。利用355份大豆核心种质和种质资源材料，对精细定位区间内标记ls1-22的选择效率进行分析，发现其选择效率达76.23%。 本研究对大豆种皮色的相关位点的定位、精细定位为发掘种皮色相关基因及功能分析，探索大豆种皮色从野生大豆到栽培大豆之间的遗传机制和进化关系奠定了基础。

【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S565.1
【目录】：

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