大豆巢式关联作图群体蛋白质含量的遗传解析

摘要：

[目的]大豆是重要的经济作物,是人类植物蛋白质和油脂的主要来源.蛋白质含量作为大豆育种的主要目标之一,属于多基因控制的复杂数量性状,并且受环境条件的影响.通过对大豆巢式关联作图群体的蛋白质含量进行全基因组关联分析,解析其遗传构成,为高蛋白质含量的大豆品种育种提供理论基础.[方法]以蒙8206为共同亲本,对临河×蒙8206、正阳×蒙8206、蒙8206×通山与蒙8206×WSB分别杂交,通过单粒传法自交7代衍生的4个重组自交系群体,共计623个家系,整合为一个大豆巢式关联作图群体,利用RAD-seq技术进行SNP标记基因分型,并于2012年至2014年将该群体种植在5个不同田间环境,在大豆完熟期R8时测定蛋白质含量,利用限制性两阶段多位点全基因组关联分析方法(RTM-GWAS)来解析蛋白质含量的遗传构成.[结果]试验群体的蛋白质含量变异较大,蛋白质含量性状遗传率较高,遗传变异可解释85.00％的表型变异.多环境联合方差分析表明,蛋白质含量的基因型、环境以及基因型×环境均达到差异极显著水平.全基因组关联分析共检测到90个蛋白质含量QTL,其中新检测到20个QTL,每个QTL的表型变异解释率为0.06％—3.99％,贡献率总和为45.60％.每个QTL包含2—5个等位变异,等位变异效应为-2.434％—2.845％,大多数等位变异效应为-1.000％—1.000％,表明大多数等位变异的效应较小.根据检测的90个蛋白质含量QTL,预测了73个蛋白质含量相关基因,其中Glyma20g24830参与甘氨酸与芳香族氨基酸代谢,Glyma18g03540参与半胱氨酸生物合成,推测其为重要蛋白质含量候选基因.根据试验群体的蛋白质含量QTL-allele矩阵,预测出潜在杂交组合的纯系后代的蛋白质含量育种潜力高达56.5％.[结论]检测到90个大豆蛋白质含量QTL,新检测到20个QTL,预测到73个蛋白质含量相关基因,表明大豆蛋白质含量是由多基因控制的数量性状.

关键词：大豆、巢式关联作图群体、蛋白质含量、限制性两阶段多位点全基因组关联分析

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资助基金：国家自然科学基金;国家作物育种重点研发计划;长江学者和创新团队发展计划;教育部111项目;中央高校基本科研业务费项目;农业部国家大豆产业技术体系CARS-04、江苏省优势学科建设工程专项、江苏省JCIC-MCP项目、淮安市科技计划;淮安市农业科学研究院院长科研基金;作物遗传与种质创新国家重点实验室开放课题基金;江苏省自然科学基金

在线出版日期：2020-06-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1743-1755