控制大豆长童期性状位点的挖掘与基因克隆

发布时间：2020-06-21 12:13

【摘要】：大豆[Glycine Max(L.)Merr.]是起源于温带地区的重要豆科作物。光周期反应是大豆纬度适应性的重要影响因素。温带地区的大豆品种在引种到低纬度地区时早熟并且产量降低。长童期(Long Juvenile)性状可以在短日照条件下延长大豆营养生长期并且提高大豆产量,使大豆可适应的纬度范围大大增加。目前对大豆长童期性状的研究并不详尽。本研究通过GWAS、QTL定位和图位克隆等手段挖掘控制大豆长青春期性状的位点,结果如下:1.以两个地点的短日照条件下检测的338份大豆种质资源的开花期数据作为表型数据,联合基因组重测序得到的基因型数据,对长童期性状进行全基因组关联分析。检测到两个稳定出现的长童期性状关联位点,分别位于6号和19号染色体,这两个位点均为尚未报道的位点。2.提出了一种使用多遗传群体联合简化重测序基因分型技术,快速定位QTL的策略。使用8个具有长童期性状的亲本和1个正常童期的亲本构建了 6个F2群体并在短日照条件下进行花期检测,联合简化重测序基因分型技术获得的高密度遗传图谱,发现了 7个与长童期性状相关的QTL,4个为尚未报道的位点,其中2个位点是在至少两个群体内重复出现的稳定位点,使用重测序数据和GO注释分析预测了这两个位点的候选基因。3.利用Paranagoiana(e6)×Harosoy(E6)群体在短日照条件下将E6基因定位到了一个239-kb的区间内,在区间内找到候选基因GmELF3,测序发现Paranagoiana中ELF3在第四个外显子插入了一个Tyl/copia样反转录转座子,导致翻译提前终止。通过互补试验证明ELF3是E6基因,e6是J基因的一种功能缺失型等位变异。本实验通过GWAS和QTL定位的方法各自找到了 2个新的与长童期性状相关的稳定位点,并且图位克隆了大豆长童期位点E6,证明E6由ELF3基因编码。本研究发现和克隆的控制大豆长童期性状的位点和基因对阐明大豆在低纬度地区的适应机制和低纬度地区的大豆育种具有重要意义。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S565.1;Q943.2
【图文】：

光周期,拟南芥,直接调控

中的下游直接调控花器官的基因的表达调控开花（Ｍｏｕｒａｄｏｖ，邋２００２）。逡逑模式植物拟南芥的光周期反应是由一系列基因和它们的表达产物所构成的逡逑调控途径所控制的（图１．１）：光照信号由光受体蛋白接收并被传递给植物的生物逡逑２逡逑

长日照,分子机制,大豆,相关位点

以上基因构成了长日照条件下大豆光周期反应的基本构架：在长日照条件逡逑下，两个光敏色素基因五３、五４将光信号传递至生物钟系统，并促进五ｉ的表逡逑达，￡７则下调ＦＪ２ａ和Ｆｒ５ａ的表达，从而抑制开花（图１．２）。逡逑除了以上基因和位点外，大豆中还有很多生育期，开花期相关位点（Ｋｅｉｍｅｔ逡逑ａｌ．，邋１９９０；邋Ｍａｎｓｕｒ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋１９９３；邋Ｌｅｅ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋１９９６；邋Ｙａｍａｎａｋａ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２００１；邋Ｐｏｏｐｒｏｍｐａｎ邋ｅｔ逡逑８逡逑

【参考文献】