大豆低聚糖與白粉病的遺傳分析及相關基因分子標記.pdf

1、大豆低聚糖是碳水化合物的一類，約占大豆籽粒干物質的10％左右，主要包括蔗糖、水蘇糖、棉籽糖以及微量的葡萄糖、果糖。大豆品種間各低聚糖組分含量差異較大。大豆低聚糖除能提高種子的耐脫水性，還是重要的雙歧功能因子之一，具有對人體有益的生理功能，是一種很有發(fā)展前景的功能性食品。根據不同大豆食品加工的要求，培育專用優(yōu)質耐逆性強的大豆品種已成為重要的育種目標之一。本論文利用現代分子生物學技術，對五種大豆低聚糖進行了QTL定位，通過分子標記輔助選擇，

2、加快大豆低聚糖專用加工品種選育進程。
　　 大豆白粉病是由真菌所引起的一種世界性常見病害，寄主被白粉菌侵染后，呼吸作用明顯增強，蒸騰強度增加，光合效率則降低，嚴重阻礙植物正常生長發(fā)育。白粉病為多循環(huán)病害，病害的潛育期短，一個生長季節(jié)可繁殖多代，并且繁殖率高，傳播速度快。在合適氣候和環(huán)境條件下，有可能大范圍發(fā)生且流行快，嚴重影響大豆生產，并造成巨大的經濟損失。選育抗病品種是最有效的防治措施之一，通過抗病基因的分子標記，可輔助選擇抗

3、白粉病品種(系)，提高抗病育種效率。
　　 本研究對糖分、蛋白、脂肪、磷含量及籽粒大小等12類特異性類型的25個大豆品種(系)，進行五種低聚糖含量測定，探討不同類型的大豆品種低聚糖含量變異趨勢。以抗大豆白粉病、小粒(百粒重8克)、高水蘇糖大豆品系V97-3000為母本，以感大豆白粉病、大粒(百粒重20克)、低水蘇糖大豆品系V99-5089為父本，配制雜交組合，構建F2代分離群體。研究五種大豆低聚糖、百粒重相關QTL及大豆白粉病遺

4、傳分析及相關基因的分子標記。本論文包括以下3方面研究內容：
　　 1.不同類型大豆品種低聚糖含量分析及親本篩選
　　 本研究采用HLPC方法，測定12類具有不同質量性狀特性的25個大豆品種(系)的低聚糖組分。研究結果表明籽粒的果糖含量極低；葡萄糖、棉籽糖含量較低；蔗糖、水蘇糖含量較多，為籽粒中低聚糖組分的主要貯存態(tài)。在5種低聚糖中，水蘇糖含量變異范圍最大。根據5種低聚糖及總糖含量將23個供試材料聚為5類，通過類間低聚糖含

5、量比較，篩選到3份特異材料：第2類群中的SS02-15464為低亞麻酸、高水蘇糖材料，利于作為功能食品加工原料；第1類群的V97-3000為高水蘇糖材料；第5類群的V99-5089為低水蘇糖材料。結合構建群體親本選擇原則，選擇在籽粒大小、抗感白粉病及水蘇糖含量等方面有差異的V97-3000及V99-5089作為親本，構建F2群體進行大豆低聚糖組分相關QTL定位及抗白粉病分子標記研究。
　　 2.大豆低聚糖組分及百粒重QTL定位研

6、究
　　 本研究利用1015對SSR標記，根據父母本基因型篩選到106個多態(tài)標記。利用多態(tài)SSR檢測F2群體基因型，根據帶型信息構建了標記間的連鎖圖，得到19個連鎖群，包含81個標記。利用公共圖譜信息，將未連鎖的標記，整合為含有106個標記，20個連鎖群的遺傳圖譜。利用Qgene及WinQTLCart2.5定位到一致的大豆低聚糖組分相關QTL位點共11個：其中1個葡萄糖含量QTL，命名為QTL-1G，位于E連鎖群上，相關標記為S

7、att598；3個果糖含量QTL，命名為QTL-1F、QTL-2F、QTL-3F，分別位于連鎖群E、D2和G上，相關分子標記分別為satt598，satt372和satt324；2個蔗糖含量QTL，命名為，QTL-1Su、QTL-2Su，相關標記為satt680，satt270；棉籽糖含量QTL位點2個，命名為QTL-1R，相關標記為satt150，QTL-2R相關標記為satt478、satt282；水蘇糖含量QTL位點1個，命名為Q

8、TL-1St，相關標記為satt635、satt353；2個總低聚糖含量QTL，命名為QTL-1TS、QTL-1TS，相關分子標記分別為satt150、satt313。水蘇糖含量OTL的效應值最大，且加性效應為正向，此位點為主效QTL位點。
　　 定位到3個百粒重QTL，命名為QTL-1SW、QTL-2SW、QTL-3SW，分別位于連鎖群D1a、C1和L上，相關分子標記為satt531，satt565和satt166。
　

9、　 3.大豆抗白粉病的遺傳研究及抗病基因的分子標記
　　 本研究利用白粉病菌接種鑒定53個F2:3家系，采用卡方檢驗驗證F2代抗病基因的分離比例規(guī)律，得到抗白粉病基因在F2代的分離比例為1:2:1，符合質量性狀基因的分離規(guī)律，表明大豆抗白粉病為質量性狀，由單基因或寡基因控制。
　　 本研究篩選到與抗白粉病基因相關的標記分別為Satt547、Sat_396和Sat_393。利用Mapmaker3.0軟件，對抗病基因及相關

10、多態(tài)分子標記進行作圖，將抗自粉病基因定位在連鎖群J上，在Satt547及Sat_396之間。在J連鎖群上三個標記及抗白粉病基因(PM resistance gene)的順序為：Satt547-PM resistance gene-Sat_396-Sat_393；Satt547與PM resistance gene間的遺傳距離為3.1 cM；PM resistance gene與Sat_396間的遺傳距離為27.5cM；PM resist