大豆根部水压胁迫耐逆指数遗传体系解析
大豆是重要的植物蛋白质和植物油脂来源,干旱是影响大豆产量的重要环境因子之一.为解析大豆耐旱性的遗传基础,本研究在PEG水压胁迫条件下,对由409个家系组成的巢式关联作图群体(具有1个共同亲本的2个重组自交系群体组成)进行叶片脯氨酸含量测定,通过限制性二阶段多位点全基因组关联分析(restrictive two-stage mul-tilocus genome-wide association study,RTM-GWAS),解析了大豆根部水压胁迫耐逆指数(root hydraulic stress tolerance index,RHSTI)的遗传体系.结果表明,在春季和夏季环境下,3个亲本蒙8260(共同亲本)、通山薄皮黄豆甲和正阳白毛平顶在RHSTI上均存在显著差异,其衍生群体RHSTI表型变异丰富,变幅分别为0.11～2.94和0.03～1.93,遗传力分别为97.7％和97.9％;2个环境联合分析发现,家系遗传力和家系与环境互作遗传力分别为37.9％和60.1％,说明群体RHSTI的变异受遗传和环境共同控制.通过RTM-GWAS方法,共检测到45个与RHSTI相关的QTL,分布在大豆18条染色体上,可以解释37.58％的表型变异,其中7个QTL的表型贡献率超过1％,为大贡献位点;这些QTL中,有34个位点与环境存在显著互作,可以解释12.50％的表型变异.结合PEG胁迫下大豆转录组数据,在定位区间500 kb范围内共筛选到38个差异表达基因,可归为ABA响应因子、逆境响应因子、转录因子、发育因子、蛋白代谢因子、未知功能和其他等7类,其中逆境响应因子、转录因子和发育因子是最大的3类;其中位于主效位点的6个基因,与ABA响应因子、逆境响应因子、转录因子相关,应为主要候选基因.上述结果表明,大豆耐旱性是一个由多位点、多基因控制的复杂数量性状,且与环境存在互作,遗传基础复杂.研究结果为大豆耐旱性分子育种提供了依据.
大豆、根部水压胁迫耐逆指数、脯氨酸含量、数量性状位点、巢式关联作图群体
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本研究由中央高校基本科研业务费专项;国家自然科学基金项目;教育部长江学者和创新团队项目;国家现代农业产业技术体系建设专项;江苏省 JCIC-MCP 项目资助
2021-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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