论文部分内容阅读
高产是大豆育种的首要目标,而挖掘与高产相关基因位点,是分子标记辅助选择育种的理论基础。本研究以大豆品种吉农45和绥农76为亲本,构建F2群体,通过表型测量,结合SNP分子标记数据,对大豆单株粒数和单株粒重进行定位研究,以期找到与产量相关功能基因。主要研究结果如下:第一,双亲单株粒数和单株粒重表型差异显著,后代群体在性状上发生分离且存在正反双向的超亲现象。同时,群体频次分布、峰度与偏度均说明两个性状符合由多基因控制的数量性状的遗传特征。此外,所研究材料的单株粒数与单株粒重呈极显著正相关,表明其遗传基础具有一定的重合性。第二,通过测序与质量过滤,筛选出2785个有效SNP标记,并绘制了总图距为7753.53c M的遗传图谱。该图谱覆盖20对染色体,每条染色体的平均长度和标记数分别为387.68c M和140个,标记之间的平均距离为在2.26（17号）-4.45（20号）c M,最大空隙在12.61（1号）-59.95（19号）c M之间。虽然各SNP位点在染色体分布不一且差距较大,但标记间的平均距离较小,因而该图谱可以满足QTL定位所需。第三,采用LOD=2.5为阈值,两个性状共定位到7个QTL。其中,大豆单株粒数QTL有三个,分别为q SN-2-1、q SN-10-1和q SN-10-2;控制单株粒重的有四个,分别为q SW-8-1、q SW-10-1、q SW-10-2和q SW-10-3。结合SNP位置信息,发现q SN-10-1和q SW-10-1、q SN-10-2和q SW-10-2在物理区间上完全重合,q SW-10-2和q SW-10-3存在部分区域的重叠。10号染色体12,975,404-36,217,192bp区段可能是同时控制单株粒数与粒重的重要区域。与前人结果相比,四个粒重QTL在区间上与前人研究重合且区域更窄,为稳定位点,可供育种开发利用;而3个粒数QTL则未被前人发现,为新发现的QTL位点并需要进一步验证。此外,定位检测出的QTL显性效应值均高于加性效应,表明等位基因间存在较为显著的互作效应。第四,QTL区间内基因注释、分类统计与富集分析的结果表明,其涉及物质能量代谢、细胞或器官形成及激素信号响应等多个生物学进程,尤其是赤霉素相关的激素途径被显著富集。此外,候选基因的启动子预测也检查到大量激素响应元件,说明激素及信号相关通路在大豆籽粒形成的过程中扮演重要的角色。第五,基于公共数据库的QTL表达图谱显示,区间内大部分基因在花中有高度的转录水平表达,同时部分基因在豆荚和籽粒发育的各个阶段具有较高的表达量。进一步筛选得到35个仅在花、豆荚和籽粒多个器官具有高转录丰度的候选基因。结合基因注释与前人研究,确定8个基因（Glyma02g06410、Glyma02g06530、Glyma08g3851、Glyma10g1237、Glyma10g15720、Glyma10g25350、Glyma10g25370和Glyma10g26380）为与产量相关候选基因。