大豆重组自交系群体异黄酮含量QTL连锁定位与关联定位的比较研究

摘要：

[目的]异黄酮是大豆等豆类植物中富含的一类次生代谢产物,对食品和保健产业有重要作用.大豆籽粒可分离出12种异黄酮组分,可归为三大类:大豆苷类异黄酮、染料木苷类异黄酮和黄豆苷类异黄酮.通过鉴定大豆籽粒异黄酮总含量及3个组分含量性状的加性及上位性QTL,进而全面解析其复杂的遗传构成.[方法]利用先进2号和赶泰2-2双亲衍生的大豆重组自交系群体NJRSXG,在5个环境下测定4个异黄酮含量性状:异黄酮总含量(total isoflavone content,SIFC)、大豆苷类异黄酮总含量(total daidzin group content,TDC)、染料木苷类异黄酮总含量(total genistin group content,TGC)和黄豆苷类异黄酮总含量(total glycitin group content,TGLC).选用混合模型复合区间作图法(mixed-model-based composite interval mapping,MCIM)和限制性两阶段多位点全基因组关联分析方法(restricted two-stage multi-locus genome-wide association analysis,RTM-GWAS)进行异黄酮含量QTL检测.[结果]2个亲本在4个异黄酮含量性状上均存在较大差异,重组自交系群体异黄酮含量在高值、低值2个方向上均出现超亲分离,低值方向分离趋势强于高值方向.利用连锁定位MCIM方法共检测到4个异黄酮含量性状的19个加性QTL和16对上位性QTL,分布于15条染色体上.第14染色体重要标记区间GNE186b—Sat020内检测到3个新加性QTL:qSifc-14-1、qTdc-14-2和qTgc-14-1,且表型变异解释率最高.利用关联定位RTM-GWAS方法分别检测到4个异黄酮含量性状的51、66、42和36个关联标记位点,表型变异解释率为39.7％—52.5％,检测到的位点中覆盖了MCIM方法检测的19个加性QTL中的11个以及11个上位性QTL.候选基因分析分别在加性QTL区域和上位性QTL区域检测到93和100个候选基因,富集分析显示在第14染色体重要标记区间GNE186b—Satt020内,Glyma14g33227、Glyma14g33244和Glyma14g33715的功能与异黄酮代谢有关.[结论]连锁定位和关联定位2种方法结合能相对全面地检测异黄酮含量QTL.与连锁定位方法MCIM相比,关联定位方法RTM-GWAS检测的QTL更多,总遗传贡献率更高,但尚不能检测上位性QTL,2种方法定位结果可相互验证补充,大豆籽粒异黄酮含量由大量QTL/基因控制.

关键词：大豆、重组自交系群体、异黄酮、连锁作图、关联定位、QTL

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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

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17页

页码：1756-1772