大豆維生素E遺傳變異、QTL及環(huán)境互作效應(yīng)分析.pdf

1、維生素E是抗氧化劑，是人類必需的微營養(yǎng)，對維系身體健康有重要作用。大豆(Glycinemax(Linn.) Merr）籽粒是重要的維生素E來源，因此，在種質(zhì)資源改良或育種中提高大豆籽粒維生素E含量是一項(xiàng)重要的課題。本研究采用富含維生素E的大豆品種北豐9和低維生素E含量的大豆品種Freeborn作為親本配置雜交組合，以親本及該組合衍生的238份F6∶7重組自交系群體(RIL)為試驗(yàn)材料，6個(gè)環(huán)境下對大豆籽粒維生素E及其組分含量進(jìn)行了遺傳分

2、析和相關(guān)性分析;利用174個(gè)多態(tài)性良好的SSR標(biāo)記構(gòu)建遺傳連鎖圖譜;采用復(fù)合區(qū)間作圖法(CIM)挖掘與大豆籽粒α-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚和維生素E總含量相關(guān)的QTL，使用mixed model-based composite interval mapping(MCIM)方法分析加性QTL、加性QTL與環(huán)境互作、上位性QTL及上位性QTL與環(huán)境互作。具體研究結(jié)果如下:
　　(1)重組自交系群體在α-生育酚、γ-生育酚、δ-生

3、育酚和維生素E總含量上存在廣泛的表型變異。大豆籽粒維生素E及其組分含量由遺傳和環(huán)境共同控制，其中環(huán)境對表型影響較大。
　　(2)大豆維生素E及其組分之間，除了大豆籽粒α-生育酚與δ-生育酚含量沒有表現(xiàn)出穩(wěn)定的相關(guān)性外，α-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚和維生素E總含量兩兩之間均表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)。大豆籽粒α-生育酚含量與節(jié)數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與其他農(nóng)藝性狀無穩(wěn)定相關(guān)性。其他組分（γ-生育酚、δ-生育酚和維生素E總含量）與農(nóng)藝性狀無

4、穩(wěn)定相關(guān)性。大豆籽粒α-生育酚和γ-生育酚含量分別與蛋白質(zhì)和脂肪含量之間沒有穩(wěn)定的相關(guān)性。
　　(3)利用符合區(qū)間作圖法(CIM)，共檢測到66個(gè)與大豆籽粒維生素E及其組分含量相關(guān)的QTL。其中，21個(gè)與α-生育酚相關(guān)的QTL定位在4條染色體上，17個(gè)與γ-生育酚相關(guān)的QTL定位在6條染色體上，13個(gè)與δ-生育酚相關(guān)的QTL定位在4條染色體上，15個(gè)與維生素E總含量相關(guān)的QTL定位在6條染色體上。以上QTL對大豆籽粒維生素E及其組

5、分含量的表型變異貢獻(xiàn)率范圍為2.4～32.6％。首次發(fā)現(xiàn)2個(gè)重要的QTL(BARCSOYSSR_10_1140-BARCSOYSSR_10_1188和BARCSOYSSR_15_0855-BARCSOYSSR_15_0887)同時(shí)與α-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚和維生素E總含量相關(guān)，對α-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚和維生素E總含量的表型變異解釋率分別為12.0％和32.6％、5.5％和13.0％、6.6％和23.6％、19.6％

6、和21.8％。在多個(gè)環(huán)境下檢測到與α-生育酚含量相關(guān)的3個(gè)標(biāo)記區(qū)間BARCSOYSSR_15_0790-BARCSOYSSR_15_0855、BARCSOYSSR_15_1113-BARCSOYSSR_15_1159和BARCSOYSSR_15_1159-BARCSOYSSR_15_1190，分別解釋22.2％、23.8％和24.4％的表型變異。在2個(gè)環(huán)境下均檢測到標(biāo)記區(qū)間BARCSOYSSR_09_1098-BARCSOYSSR_09

7、_1128和BARCSOYSSR_15_0887-BARCSOYSSR_15_0935與維生素E總含量相關(guān)，可解釋21.8％和16.4％的表型變異。上述與大豆籽粒維生素E及其組分含量相關(guān)SSR標(biāo)記可用于MAS育種中。
　　(4)利用MCIM模型共發(fā)現(xiàn)11個(gè)與大豆維生素E及其組分相關(guān)的加性QTL，其中5個(gè)在CIM分析中被檢測到，6個(gè)為MCIM方法新發(fā)現(xiàn)的QTL。3個(gè)與α-生育酚含量相關(guān)的QTL（Qα10_3、Qα18_3和Qα18_

8、4）、1個(gè)與γ-生育酚含量相關(guān)的QTL（Qγ15_3）、1個(gè)與δ-生育酚含量相關(guān)的QTL(Qδ10_4)和1個(gè)與維生素E總含量相關(guān)的QTL(QTVE10_2)在不同環(huán)境表現(xiàn)出additive×environment(AE)互作效應(yīng)。檢測到2、3和4對上位性QTL分別與α-生育酚、γ-生育酚和δ-生育酚含量相關(guān)，其中2對與γ-生育酚含量相關(guān)的上位QTL(Qγe_1和Qγe_2)表現(xiàn)為與環(huán)境互作效應(yīng)（AAE）。GE互作及上位性互作信息能為高