绿豆产量相关农艺性状的QTL定位Word文件下载.docx

1、taxuexunmei82 通讯作者：程须珍（1954）研究员，主要从事食用豆品种资源研究。Chengxz 由于绿豆的基础研究相对薄弱，前人对诸如单株荚数、荚粒数、百粒重、株高、主茎分枝数、荚长、荚宽、单株产量和生育期等产量相关性状虽有大量研究47，但大多是应用传统的数量遗传学方法检测其整体遗传效应和环境效应，无法分析单个基因的遗传效应。分子数量遗传学和分子标记技术的发展，使剖析数量性状的多基因遗传成为可能8。随着分子标记检测技术的不断完善和应用以及高密度遗传图谱的构建，国内外对玉米8、水稻9、大豆10-11、扁豆12、黄瓜3等作物进行了产量相关农艺性状的数量性状位点（QTLs）定位，有的还鉴

2、定和克隆了控制部分农艺性状的QTL基因13。由于豆象（ Genus Callosobruchus ）是对绿豆及其它豇豆属食用豆类危害最为严重的世界性仓储害虫14，国内外应用分子标记技术对豆象抗性基因位点进行定位的研究较多14-18。此外，还有不少关于绿豆抗白粉病19-21、抗花叶病毒病22、种子大小18、种子休眠性23、种皮结构及种皮颜色24-25基因定位的报道，但目前还未见对影响绿豆产量的多个农艺性状的QTL定位的综合报道。本试验利用绿豆Berken/ACC41产生的永久性重组近交系（RIL）群体，比较和评价北京和广西种植环境下11个产量相关农艺性状的遗传变异，并进行QTL分析，以期为产量性

3、状QTL的精细定位和标记辅助选择提供技术基础。1材料与方法1.1试验材料母本Berken（Vigna. radiata ssp. radiata）由美国俄克拉何马州立大学James Kirby博士培育，具有高产、直立、适应性好等优点；父本ACC41（Vigna. radiata ssp.sublobata）是澳大利亚Lawn博士在昆士兰州的萨默塞特奥马镇（15233E，277S）发现的野生绿豆，为多年蔓生类型，茎杆纤细，高抗豆象，但籽粒小，且对光温反应敏感26-27。从Berken/ACC41亚种内杂交F2代开始，利用单粒传得到包含227个F8家系的RIL群体28。2006年，将澳大利亚昆士兰

4、州（15220E，2733S）收获的208个F9 RILs（由澳大利亚联邦科学与工业研究组织植物研究所刘春吉博士提供）分别在北京（11628E，3954N）和广西（10819E，2248N）种植收获F10 RIL群体。由于受光温反应和土壤因素的影响，北京种植的RILs只有178个家系出苗，143个家系正常开花结实；广西种植的RILs共有191个家系正常出苗并开花结实。1.2试验方法2006年6月15日和7月13日分别将208个F9 RILs种植在北京朝阳区楼梓庄试验场和广西农科院水稻所试验场内。完全随机区组设计，不设重复，每个家系种植2行，行长1.5m，行距0.5m，每行20粒种子。成熟时每小

5、区按家系分别收获10个单株的种子，剩余单株按家系混收。按照绿豆种质资源描述规范和数据标准中的绿豆性状描述标准对重组近交系进行田间调查，并对每个家系单独收获的10个单株依次进行考种。调查和考种项目包括出苗期、开花期、成熟期、株高、主茎节数、主茎分枝数、荚长、荚宽、单株荚数、单荚粒数、百粒重、单株产量等性状。1.3 数据分析遗传连锁图谱的构建参见文献23。图谱中的79个RFLP分子标记均匀地分布于13个连锁群上，总图距684.7cM，标记间平均距离为10.4cM。其中，来自ACC41的等位基因占整个群体基因型组成的43.70%，来自Berken的等位基因占56.30%，2测验显示群体组成符合11的

6、分离比例（2=0.67单荚粒数荚宽。此外，在广西环境下，单株产量还与荚宽呈低度极显著正相关，与主茎节数呈低度极显著负相关。表2 RIL群体产量相关农艺性状间的相关分析Table 2 Correlation coefficients （r） among the 11 important agronomic traits in the RIL population investigated in Beijing and Guangxi来源SourcePHNOBRPLPWPPLCSWSPPYPFL0.573*0.645*0.264*0.165*0.522*0.705*0.203*0.127-0.05

7、60.0750.11910.0560.0850.038-0.0380.564*0.0120.068-0.192*0.607*-0.062-0.053-0.0450.08-0.124-0.352*-0.0710.035-0.156*0.179*0.0760.060.468*0.239*0.160*0.267*0.1290.143*0.599*0.240*0.0970.112-0.0410.498*0.621*0.0620.176*-0.0420.027-0.1380.579*0.659*0.0090.152*0.041-0.002-0.1390.249*0.300*0.769*0.338*-0.

8、207*-0.329*-0.237*0.399*0.343*0.604*0.246*0.585*0.201*0.254*0.314*-0.089-0.072-0.300*0.032-0.082-0.4170.167*0.0020.464*-0.115-0.453*0.228*0.149*-0.08MAT0.162*0.263*0.220*0.034-0.051-0.379*-0.407*广西i0.186*0.0290.502*-0.12-0.489*0.275*0.138-0.251*-0.070.914* 表示5%显著水平; *1%表示显著水平，下同*: Indicates signific

9、ant difference at p0.05;*:0.01; The same as below2.3 RIL群体单株产量与产量构成因子的通径分析通径分析结果表明（表3），在北京环境下，单株荚数对单株产量的直接贡献最大，其次为百粒重、单荚粒数、播种到开花天数；在广西环境下，生育期对单株产量的直接贡献最大，其次为荚宽、百粒重、单株荚数。表3 北京和广西考察的10个产量构成因子对单株产量的通径分析Table 3 Path analysis on yield per plant with other 10 agronomic traits in the RIL population investi

10、gated in Beijing and Guangxi作用因子Factors北京Beijing0.0880.024-0.0700.1080.678*0.118*0.212*-0.198*-0.003广西Guangxi0.0110.022-0.036-0.0690.487*0.234*0.0630.131-0.671*2.4 RIL群体产量相关农艺性状的QTL分析通过改进的复合区间作图法对RIL群体的11个产量相关农艺性状进行QTL分析，2个环境共检测到63个QTL位点，分布于除第13连锁群外的其他12条连锁群上（表4）。其中，北京检测到25个QTL，广西检测到38个QTL。2个环境下共同检测

11、的QTL有6个，分别为荚长、百粒重、生育期的QTL，其遗传方向一致，即均表现为来自母本Berken等位基因的增效作用。与株高有关的QTL有8个，分别位于第2、5、7、8、9连锁群，北京和广西分别检测到4个，单个QTL解释的表型变异在4.43%12.78%，8个位点表现为5个增效，3个减效。与主茎节数有关的QTL有3个，位于第3、5连锁群，贡献率介于9.54%24.24%，增加主茎节数的等位基因均来自母本Berken。与主茎分枝数有关的QTL有9个，分别位于第1、2、5、8、9、11、12连锁群，贡献率介于3.73%22.64%，9个位点表现为3个增效，6个减效。检测到8个与荚长有关的QTL，分

12、别位于第5、9、10、11连锁群，单个QTL解释的表型变异在5.65%18.17%，增加荚长的等位基因均来自母本Berken。其中，北京和广西共同检测到的影响荚长的QTL有3个，分别位于第5连锁群VrCS84-1mc17-3，第9连锁群pM213VrCS161，和第11连锁群VrCS73VrCS170标记区间。与荚宽有关的QTL有12个，位于第2、4、6、7、8、9、12连锁群，贡献率介于4.66%12.28%，12个位点表现为9个增效，3个减效。北京和广西2个环境下均没有检测到影响单株荚数的LOD值3.0的QTL位点。检测到6个影响单荚粒数的QTL，位于第1、2、4、5、7连锁群，单个贡献率

13、均介于5.05%11.56%，6个位点表现为3个增效，3个减效。与百粒重有关的QTL有7个，分别位于第2、5、8、10、11连锁群，贡献率介于4.87%11.40%，增加百粒重的等位基因均来自母本Berken，其中，北京和广西共同检测到的影响百粒重的QTL有2个，分别位于VrCS365VrCS375及LpCS82VrCS65标记区间。检测到2个与单株产量有关的QTL，位于第3、8连锁群，贡献率分别为5.85%和6.30%，1个表现为增效，另1个表现为减效。检测到4个控制播种到开花天数的QTL，分别位于第2、9、12连锁群，贡献率介于4.95%34.53%，3个全部表现为减效。检测到4个控制生育期的QTL，位于第2、9连锁群，单个QTL的贡献率均大于10%，加性效应均表现为来自父本ACC41等位基因的减效作用。表4 RIL群体产量相关农艺性状的QTL定位及其遗传参数估算Table 4 Putative QTLs and their genetic parameter affecting the yield-related traits in the RIL population 位点QTL标记区间Flanking marker连锁群linkage Gr