我國(guó)大豆資源豆腐豆乳得率和異黃酮含量的遺傳變異及兩類性狀的QTL分析.pdf

1、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)豆腐、豆乳和異黃酮專用品種的選育是現(xiàn)代大豆品質(zhì)育種的重要方向。分析中國(guó)及其不同大豆品種生態(tài)區(qū)域豆腐、豆乳得率與大豆異黃酮含量的遺傳變異，探討大豆豆腐豆乳得率、籽粒大豆異黃酮含量及加工產(chǎn)品中大豆異黃酮含量的遺傳機(jī)制并定位其相關(guān)的基因，對(duì)優(yōu)質(zhì)豆腐、豆乳和異黃酮大豆品種的選育及加工產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展具有重要的理論和實(shí)踐意義。 國(guó)內(nèi)外的研究主要集中于豆腐豆乳的感觀與口感品質(zhì)、大豆制品異黃酮含量及其生理功能。本研究在建立相對(duì)穩(wěn)定和精

2、準(zhǔn)的大批量小樣品豆腐和豆乳得率與大批量種質(zhì)資源籽粒及其加工產(chǎn)品中12種異黃酮組分定量分析技術(shù)前提下，以來自不同生態(tài)區(qū)的564～580份地方品種、101～106份育成品種、193～209份野生大豆加上88份國(guó)外品種共計(jì)946～983份大豆種質(zhì)為材料，研究其籽粒豆腐、豆乳得率與異黃酮含量的遺傳變異；以大豆品種科豐1號(hào)與南農(nóng)1138-2及其構(gòu)建的184個(gè)重組自交系群體(NJRIKY)2004年與2005年的籽粒為材料，分析豆腐和豆乳得率與籽粒

3、異黃酮含量及其在豆腐、豆乳加工產(chǎn)品中的遺傳機(jī)制，定位其相關(guān)的QTL位點(diǎn).研究結(jié)果如下： 1、在前人豆腐與豆乳分析技術(shù)基礎(chǔ)上，以干磨代替濕磨，重點(diǎn)研究磨豆時(shí)間、濾渣條件對(duì)小樣品豆腐與豆乳得率的影響。結(jié)果表明，磨粉時(shí)間50 s、循環(huán)水式多用真空泵經(jīng)120目濾網(wǎng)減壓室溫抽濾1 min的豆腐與豆乳得率最高，誤差最低。提出了大批量小樣品豆腐與豆乳得率實(shí)驗(yàn)室定量分析流程。大量(4000多份樣品)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，改進(jìn)后的方法具有快速、精確與高效特點(diǎn)

4、。 2、946份大豆種質(zhì)豆腐與豆乳得率的遺傳變異結(jié)果表明：全國(guó)野生大豆和栽培大豆干豆腐得率均有很大變異，變幅分別為25.32～69.59和25.52～85.89(g100 g-1)，干豆乳得率變幅分別為40.75～82.86和39.05～91.86(g100 g-1)。野生大豆的干豆腐和干豆乳得率平均分別為45.75和61.46(g100 g-1)，地方品種與育成品種豆腐得率分別在野生豆基礎(chǔ)上增加了11.33與12.41 g10

5、0 g-1、豆乳得率分別增加了13.03與13.439100 g-1，表明豆腐和豆乳得率的改進(jìn)主要來源于近兩千年來農(nóng)民改進(jìn)的結(jié)果，數(shù)十年的科學(xué)育種并未將其作為重要目標(biāo).各生態(tài)區(qū)均存在與全國(guó)相同的變異情況，區(qū)內(nèi)變異大于區(qū)間變異.野生豆得率與種質(zhì)來源地經(jīng)緯度無顯著性相關(guān)，推測(cè)與各地區(qū)利用方向的不同有關(guān)而形成栽培種豆腐和豆乳得率與種質(zhì)來源地緯度微弱的相關(guān)性(γ為-0.123與-0.161). 3、對(duì)NJRIKY群體干豆腐和豆乳得率兩個(gè)

6、年份及兩年平均值的分離分析與QTL定位結(jié)果表明：干豆腐與干豆乳得率遺傳均屬兩對(duì)主基因加多基因混合遺傳模型，主基因遺傳率13.23％～26.84％，多基因遺傳率73.15％～86.77％。定位到不同年份穩(wěn)定表達(dá)的干豆腐得率的2個(gè)QTL，貢獻(xiàn)率累計(jì)為16.23％～23.18％，1個(gè)控制干豆乳得率的QTL，貢獻(xiàn)率為4.73％～7.14％。分離分析和QTL定位的結(jié)果相對(duì)一致，可相互校驗(yàn)，均表明于豆腐與干豆乳得率受主基因加多基因控制，微效基因占主

7、導(dǎo)地位，其遺傳改良更多需要依靠多基因積聚。 4、利用Agilent1100高效液相色譜(HPLC)(Zorbax SB-C18柱與DAD檢測(cè)器)系統(tǒng)，建立了15 min內(nèi)12種大豆異黃酮組分分離良好的定量分析流程，各組分峰面積與其相應(yīng)濃度均呈良好線性關(guān)系(r為0.9995～0.9999)，加標(biāo)回收率均大于99％，日內(nèi)與日間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差(RSD)(或誤差變異系數(shù)ECV％)分別為0.17～2.74％與0.24～3.95％。經(jīng)5700多

8、份樣品檢測(cè)驗(yàn)證，其RSD<5％，該方法具有簡(jiǎn)便、精確、快速與穩(wěn)定特點(diǎn)。 5、983份大豆種質(zhì)籽粒12種異黃酮組分含量及其總含量的遺傳變異結(jié)果表明：(1)中國(guó)野生大豆和栽培大豆籽粒多數(shù)存在12種異黃酮組分，各組分占異黃酮總含量的比重在不同材料中均有差異，野生種與地方品種均以大豆苷類異黃酮較高，平均分別為46.81％和35.40％；育成品種以黃豆苷類異黃酮較高，平均為48.00％。(2)全國(guó)野生大豆、地方品種與育成品種籽粒異黃酮總含

9、量平均分別為2994.51、3241.33和2704.83μg g-1，變幅分別為927.29～7932.94、259.38～7725.45和547.49～5735.15μg g-1。地方品種在野生豆基礎(chǔ)上平均增加了246.82μg g-1，育成品種在野生豆基礎(chǔ)上平均減少了289.68μg g-1，這種增減體現(xiàn)在大豆苷類總含量分別減少了233.08與975.64μgg-1，染料木苷類總含量分別增加了211.83與217.83μg g-1

10、，黃豆苷類總含量分別增加了268.07與468.15μg g-1，表明以產(chǎn)量為主要改良目標(biāo)的育成品種，明顯降低了大豆苷類含量，導(dǎo)致育成品種的異黃酮總含量平均低于野生種。(3)各生態(tài)區(qū)均存在與全國(guó)相似的變異情況，區(qū)內(nèi)變異大于區(qū)間變異。(4)野生種大豆異黃酮總含量與種質(zhì)來源地經(jīng)緯度無顯著性相關(guān)，栽培種與經(jīng)度(r為-0.264)、緯度(r為-0.380)均極顯著負(fù)相關(guān)，表明大豆籽粒異黃酮含量與來源地本不相關(guān)，各區(qū)利用方向的差異形成了與地理經(jīng)緯

11、度微弱的相關(guān)性。 6、NJRIKY群體兩年大豆籽粒12種大豆異黃酮組分含量及其總含量的分離分析與QTL定位結(jié)果表明：大豆籽粒異黃酮總含量和各組分含量的遺傳均屬2-3對(duì)主基因加多基因混合遺傳模型，主基因遺傳率為16.42％～45.08％，多基因遺傳率為54.78％～83.44％.定位到不同年份穩(wěn)定表達(dá)控制大豆異黃酮含量的QTL28個(gè)以上，單點(diǎn)貢獻(xiàn)率為3.90％～13.21％.其中，異黃酮總含量的2個(gè)QTL，累計(jì)貢獻(xiàn)率為15.55％

12、～15.60％，26個(gè)異黃酮組分的QTL，均與總含量的QTL位點(diǎn)不同，說明異黃酮組分的QTL因貢獻(xiàn)率不高無法體現(xiàn)在總含量QTL上。分離分析與QTL定位結(jié)果相對(duì)一致，均表明大豆籽粒異黃酮遺傳改良需更多依靠基因積聚。 7、兩年NJRIKY群體籽粒大豆異黃酮含量在豆腐加工產(chǎn)品中轉(zhuǎn)移的聯(lián)合統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)：每克大豆籽粒加工成豆乳，其總異黃酮14.85％在豆渣中、85.15％在豆乳中、由豆乳加工豆腐，豆腐中只有17.32％，其余67.83％進(jìn)

13、入黃漿水；豆腐中只有10種異黃酮，未檢測(cè)到乙酰基染料木苷(AG)與乙?；S豆苷(AGL)。不同家系異黃酮總含量及其12種組分在各產(chǎn)品中分配均有很大差異，異黃酮總含量的變幅在豆乳中為78.93％～88.70％、豆腐中為5.61％～43.03％、黃漿水中為38.67％～81.45％，說明加工產(chǎn)品大豆異黃酮含量的改良潛力大。 8、對(duì)NJRIKY群體2004與2005兩個(gè)年份干豆乳和干豆腐中12種異黃酮組分含量及其總含量的分離分析與QT

14、L定位結(jié)果表明：(1)干豆乳中各異黃酮含量的遺傳屬2-3對(duì)主基因加多基因混合遺傳模型，主基因遺傳率為29.66％～49.27％，多基因遺傳率為50.59％～70.20％。定位到不同年份穩(wěn)定表達(dá)豆乳中異黃酮組分含量的QTL12個(gè)，單點(diǎn)貢獻(xiàn)率為4.09％～13.51％；單個(gè)年份表達(dá)的豆乳中異黃酮總含量的QTL4個(gè)，貢獻(xiàn)率為4.74～6.95％。(2)干豆腐中10種異黃酮組分含量及其總含量的遺傳均屬2對(duì)主基因加多基因混合遺傳模型，主基因遺傳率

15、9.27％～47.50％，多基因遺傳率52.37％～90.60％。定位到不同年份穩(wěn)定表達(dá)豆腐中大豆異黃酮含量的QTL10個(gè)，單點(diǎn)貢獻(xiàn)率為4.08％～20.06％，其中2個(gè)豆腐中異黃酮總含量的QTL，其累計(jì)貢獻(xiàn)率小于20％.分離分析與QTL定位均表明大豆豆乳與豆腐中異黃酮含量屬主基因加多基因控制，多基因占主導(dǎo)地位(遺傳率大于50.00％)，其遺傳改良應(yīng)重視多基因積聚。 9、優(yōu)選出南農(nóng)大黃豆(干豆腐得率DT與干豆乳得率DM分別為79