與產(chǎn)量有關(guān)的大豆株型、光合生理及耐低磷性狀的基因定位.pdf

1、大豆[Glycine max(L．)Merr．]在世界上許多國家或地區(qū)是一種重要的作物，大豆產(chǎn)量改良是大豆育種的重要目標(biāo)性狀之一。本研究利用國家大豆改良中心構(gòu)建的兩套大豆RIL群體，抗病NJRIKY群體(科豐1號(hào)×南農(nóng)1138-2)F<,7:11>和株型NJ(SP)BN群體(波高×南農(nóng)94-156)F<,7:11>，在分析影響產(chǎn)量改良的主導(dǎo)因素的基本上，定位了與產(chǎn)量有關(guān)的大豆株型、光合生理與耐低磷性狀的QTL，為大豆產(chǎn)量構(gòu)成因素的遺傳學(xué)

2、解剖，大豆株型、光合生理及耐低磷性狀對(duì)產(chǎn)量改良的影響的分析提供了有效的工具。 曲莖是大豆的一個(gè)特異株型性狀，在高密度群體下具有較高的產(chǎn)量潛力。本研究利用NJ(SP)BN群體的151個(gè)家系定位三個(gè)株型性狀的基因及QTL，并鑒定曲莖對(duì)大豆幾個(gè)主要農(nóng)藝性狀的影響。結(jié)果表明曲莖(sb)和有限生長習(xí)性(dt1)基因定位在連鎖群B2和L上，與株高有關(guān)的2個(gè)主效QTL分別位于L連鎖群上靠近dt1位點(diǎn)和B2-1連鎖群靠近Sb位點(diǎn)，分別可解釋株高

3、表型變異的52.5％和11.6％；此外，2個(gè)微效的株高OTL定位在C2和N連鎖群上。在Dt1和Sb位點(diǎn)附近對(duì)株高具有負(fù)效應(yīng)的QTL，對(duì)產(chǎn)量同樣具有負(fù)效應(yīng)。與正常莖相比，曲莖家系具有較矮的株高、較低的表觀生物產(chǎn)量、表觀收獲指數(shù)，而成熟期間沒有顯著性差異，很顯然曲莖對(duì)產(chǎn)量的影響主要是由于降低了株高、表觀生物產(chǎn)量和表觀收獲指數(shù)。 產(chǎn)量始終是大豆品種改良的重要目標(biāo)之一。本研究利用NJRIKY和NJ(SP)BN群體通過OTL定位和相關(guān)分析

4、對(duì)大豆表觀生物產(chǎn)量、表觀收獲指數(shù)與產(chǎn)量及其產(chǎn)量相關(guān)性狀(株高和熟期)進(jìn)行了遺傳學(xué)剖析。結(jié)果表明共在2套重組自交系群體中檢測到40個(gè)QTL與這5個(gè)農(nóng)藝、生理性狀有關(guān)。其中在C2和L連鎖群上檢測到的QTL與先前的許多報(bào)道一致，而在B2和O連鎖群上檢測到的株高、熟期和產(chǎn)量QTL剛在此前報(bào)道不多。檢測到的表觀生物產(chǎn)量QTL基本與籽粒產(chǎn)量QTL共位，且共位的QTL加性效應(yīng)方向相同。在兩套群體中分別檢測到3和4個(gè)表觀收獲指數(shù)QTL，分別定位在D1a

5、+Q、C1、C2、E和J連鎖群上。僅在RIL-1群體的C2連鎖群上有1個(gè)表觀收獲指數(shù)QTL與表觀生物產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量QTL共位，但共位的QTL加性效應(yīng)方向相反。而在RIL-2群體的E連鎖群上的表觀收獲指數(shù)QTL與表觀生物產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量QTL共位，且加性效應(yīng)方向相同。株高、熟期QTL與表觀生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量共位性明顯，而與表觀收獲指數(shù)僅NJRIKY群體中有1個(gè)位點(diǎn)共位。葉綠素是一種與光合作用有關(guān)的色素，與產(chǎn)量密切關(guān)聯(lián)。本研究來自NJ(SP)

6、BN群體的151個(gè)RI家系檢測與4個(gè)不同生育期葉綠素含量(累積量、凈增量)有關(guān)的QTL，并分析其與籽粒產(chǎn)量、表觀生物產(chǎn)量和表觀收獲指數(shù)的關(guān)系。不同生育期葉綠素累積量OTL定位的結(jié)果表明，與葉綠素累積量有關(guān)的QTL位于B1、D1a+Q、F、G、H、L和M連鎖群上，每個(gè)OTL可解釋表型變異的6.9％～23.4％。V6和R2期沒有檢測到2個(gè)年份均表達(dá)的QTL，而在R4期檢測到4個(gè)在2個(gè)年份均表達(dá)的QTL(qccF.1、qccG．2、qccH．

7、1和qccM.1)，R6期僅檢測到1個(gè)QTL(qccH．1)在2個(gè)年份均表達(dá)，該QTL在R4也表達(dá)。與葉綠素含量凈增量有關(guān)的QTL位于B1、B2、G、L和I連鎖群上，其中在B2和L連鎖群上的兩個(gè)QTL(qccB2-1和qccL．1)在R2．R4和R4-R6時(shí)期均表達(dá)，且與2年均表達(dá)的籽粒產(chǎn)量OTL共位。這印證了生育后期葉綠素含量與籽粒產(chǎn)量間存在的極顯著正相關(guān)。 葉片衰老是植物的一個(gè)發(fā)育性狀，對(duì)植物體內(nèi)營養(yǎng)再分配與光合作用具有重要

8、的影響。本研究利用NJRIKY和NJ(SP)BN群體進(jìn)行了大豆葉片衰老QTL的初步定位，并分析了與產(chǎn)量性狀的相關(guān)。初步結(jié)果表明：在C1、D1b+w、L和O連鎖群上檢測到了4個(gè)與大豆葉片衰老有關(guān)的OTL，可解釋表型變異的5.8～13.7％。除RIL-2群體熟期與葉片衰老相關(guān)程度較低外，兩個(gè)RIL群體中表觀生物產(chǎn)量、籽粒產(chǎn)量、株高和熟期與葉片衰老間均存在顯著或極顯著的正相關(guān)；而表觀收獲指數(shù)與葉片衰老間一個(gè)群體為極顯著的負(fù)相關(guān)，另一個(gè)群體則表

9、現(xiàn)為極顯著的正相關(guān)，這說明在大豆育種中試圖通過選擇延遲葉片衰老有時(shí)僅能提高表觀收獲指數(shù)，但是這樣的材料往往產(chǎn)量潛力不高。 光合速率的提高對(duì)大豆產(chǎn)量改良具有重要的作用，本研究利用NJ(SP)BN群體對(duì)4個(gè)光合性狀OTL進(jìn)行了初步定位。結(jié)果表明，大豆籽粒產(chǎn)量與光合速率間存在微弱的正相關(guān)，而4個(gè)光合性狀間除光合速率與胞間CO<,2>濃度外均為極顯著的正相關(guān)。分別檢測到1、2、1和2個(gè)OTL位點(diǎn)與光合速率(O連鎖群)、氣孔導(dǎo)度(A1和D

10、1b+w)、胞間CO<,2>濃度(G連鎖群)和蒸騰速率(H和M連鎖群)有關(guān)，相互間均不共位，前3個(gè)QTL解釋的表型變異略低于10％，而后3個(gè)QTL可解釋表型變異的10％以上。 土壤缺磷是一些作物如大豆生產(chǎn)中的主要限制因素。本研究利用NJ(SP)BN群體(151個(gè)家系)通過大田和盆栽試驗(yàn)研究耐低磷有關(guān)的性狀，并進(jìn)行有關(guān)性狀的OTL定位。初步結(jié)果表明不施磷處理的總干重主要由單株P(guān)吸收量決定，而與磷利用效率無關(guān)；而單株P(guān)吸收量與根干重