大豆脂肪酸组分主效QTL的精细定位与候选基因的单倍型分析

发布时间：2020-05-19 22:51

【摘要】：大豆[Glycine max L.Merr.]含有约40%的蛋白质和20%脂肪,是世界上食用植物蛋白和油脂的重要来源。大豆脂肪酸组成直接决定了大豆油脂的品质,选育出高油、且脂肪酸配比合理的大豆品种是我们的主要育种目标。本研究以不同类型的大豆种质为材料,分析其油分、脂肪酸组分的含量,结合分子标记数据,探讨不同类型大豆种质油脂组成特点与的演化规律;精细定位脂肪酸主效QTL;分析油脂相关候选基因的优异单倍型和关联位点,以期发掘与大豆油脂组分含量相关的调控基因,为大豆油脂品质改良育种提供理论参考。本研究的主要研究结果如下:1、不同类型大豆种质的油脂组成特点和演化规律以58份不同类型(野生、半野生和栽培类型)的大豆种质为材料,利用32对SSR标记分析大豆种质间的遗传多样性和进化关系,采用NIRS和GC方法分析大豆油分和脂肪酸组分含量,研究不同类型大豆种质的油脂组成特点和演化规律,结果表明,野生大豆和栽培大豆的油脂组成存在显著差异,表现为栽培大豆油分含量显著高于野生大豆;在脂肪酸组成上,栽培大豆中油酸含量显著高于野生大豆,而亚麻酸含量却显著低于野生大豆,由此可见,大豆油脂组成与大豆种质的驯化程度有关,油分和亚麻酸含量可以作为大豆演化分类的参考指标。2、大豆脂肪酸组成的主效QTL(qLNA20-1)精细定位以260份大豆剩余杂合系(RHL)F_(5:9)为材料,选用QTL区间内26个多态性SSR标记和9个多态性SLAF标记对RHL家系的基因型进行分型,结合脂肪酸表型数据,采用ICIMapping软件中的ICM-ADD方法进行qLNA20-1区间的精细定位。结果发现有4个精细定位区间与脂肪酸组分相关,分别为SSR134-SSR130、SSR167-SSR174、SSR9-SSR68、SSR15-SSR94,表型贡献率为4.3%-8.17%。其中标记区间SR134-SSR130、SSR9-SSR68、SSR15-SSR94分别与大豆硬脂酸、油酸、亚油酸含量相关,SSR167-SSR174与油酸和亚油酸含量相关;4个定位区间内共找到24个基因,其中17个基因已被注释。3、大豆脂肪酸相关候选基因GmDOF-1和GmMYB-1的优异单倍型和关联位点以286份不同大豆品种(系)为材料构建了大豆自然群体,通过对群体内两个候选基因序列进行变异分析发现,针对GmDOF-1基因在286份大豆材料中共有3种单倍型,包含8个SNP和2个Indel变异位点;方差分析表明,单倍型H1为高硬脂酸优异单倍型;关联分析发现,841-843与1336位点与多个油脂性状紧密关联,其中841-843位于基因编码区,在氨基酸水平上引起了一个甘氨酸的插入缺失;通过对不同氨基酸变异类型种质的方差分析发现,甘氨酸缺失变异类型为高油含量优异等位变异。针对GmMYB-1基因,存在5种单倍型变异,包含14个SNP变异位点,其中6个位点为基因编码区;方差分析表明,单倍型H5为高油和高棕榈酸优异单倍型;关联分析表明,位于编码区的114、198、7850位点与多个油脂性状紧密关联,其中7850位点的变异导致氨基酸水平上的苯丙氨酸与丝氨酸的等位变异,通过对两种氨基酸变异类型种质的方差分析发现,苯丙氨酸变异类型种质的油脂含量显著高于丝氨酸等位变异类型。
【图文】：

图 2.1 基于 58 份大豆种质形态学分类对野生、半野生和栽培大豆间油分及脂肪酸各组分含量的方差分Fig.2.1 ANOVA of oil and fatty acids in wild-type, semi-wild-type and cultivated soybean based on morpholoclassification of 58 soybean germplasms注：图中符号 W、SW、C 分别代表野生（Glycine soja）、半野生（Glycine gracilis）和栽培大豆（Glycine max）。a, b, c 表示在 0

图 2.2 58 份大豆种质的油分和脂肪酸组分间的 Pearson’s 相关系数Pearson’s correlation coefficients among oil and fatty acids in 58 soybean 著；**表示 0.01 水平差异显著。PA：棕榈酸；SA：硬脂酸；OA：油酸；LA：亚ificant at the 0.05 probability level;**Correlation is significant at the 0.01 probability ; LA: linoleic acid; LNA: linolenic acid.大豆种质基于油分和脂肪酸组成的聚类分析油分和五种脂肪酸组分含量为参数，利用 Mcquitty 方法对不图 2.3 可知，58 份大豆种质可分为三个亚群，第一亚群仅由半要由野生大豆种质组成，，包含 25 个野生和 2 个半野生大豆组成，包含 24 个栽培、4 个半野生和 2 个野生大豆种质。整成两个不同的亚群，表明两种类型的大豆种质的油分和脂肪种质的油分组成分布规律较为统一，不同类型大豆间存在较群，分布在野生和栽培大豆亚群中。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S565.1

【参考文献】

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本文编号：2671604