CN101475939A - 与大豆百粒重和大豆产量相关的数量遗传位点及其应用 - Google Patents

Abstract

与大豆百粒重和大豆产量相关的数量遗传位点及其应用。本发明的目的是提供一种提高大豆百粒重和优化产量品种的育种和生产的基础技术和方法。与大豆百粒重和大豆产量相关的数量遗传位点，该位点位于大豆的C2连锁群，在SSR(简单重复序列)引物位点Satt460和Satt202之间，当似然值LOD≥2.0时能够在该区间检测到控制大豆百粒重性状基因位点QTL_sw和控制大豆产量性状基因位点QTL_pw。该位点用于分子育种。

Description

与大豆百粒重和大豆产量相关的数量遗传位点及其应用

技术领域：

本发明涉及一种与大豆百粒重和大豆产量相关的数量遗传位点，及其该位点在分子育种领域的应用。

背景技术：

大豆百粒重、产量是大豆品种选育的重要目标。根据前人研究，百粒重受多基因控制，表现为数量性状遗传(王连铮，1992)。有关基因作用方式的研究结果认为，种粒大小的基因作用以加性效应为主，在群体遗传变异中占主导地位(Brim等，1992)，百粒重的一般配合力与特殊配合力的比值大(陈恒鹤等，1983)。据吉林省农科院1986～1997年大豆吉林20百粒重调查资料表明：最大值为22.4克(1996年)，最小值为17.7克(1986年)，标准差为1.18。且百粒重、产量受生态环境影响极大，年际间波动极大。因此通过常规方法要获得大豆百粒重、产量表现优良的品种、品系，选择准确性差，育种效率低，这是高产大豆育种进展缓慢的主要原因之一。

发明内容：本发明的目的是提供一种提高大豆百粒重和优化产量品种的育种和生产的基础技术和方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

与大豆百粒重和大豆产量相关的数量遗传位点，该位点位于大豆的C2连锁群，在SSR(简单重复序列)引物位点Satt460和Satt202之间，当似然值LOD≥2.0时能够在该区间检测到控制大豆百粒重性状基因位点QTL_sw和控制大豆产量性状基因位点QTL_pw。

所述的与大豆百粒重和大豆产量相关的数量遗传位点的应用方法：

A、从大豆有性杂交后代的个体中提取DNA，以Satt460和Satt202为引物进行PCR扩增，杂交后代存在Satt460和Satt202分子标记的，选育为高大豆百粒重或高产品系或品种；

B、大豆亲本的选配：从现有大豆品种中提取DNA，以Satt460和Satt202为引物进行PCR扩增，具有Satt460和Satt202分子标记的用来来确定大豆资源的百粒重和产量特性，从中选配大豆的亲本。

3.一种与大豆百粒重和大豆产量相关的数量遗传位点在分子辅助育种领域的应用。

本发明的有益效果：

近年来，随着分子标记辅助育种技术的发展，提供了一种定向快速有效的育种途径，且在提高育种速度和加快育种进程方面优势明显。但此前在大豆育种中因为控制大豆百粒重、产量稳定主效基因位点QTL挖掘的困难，至今尚未有控制大豆百粒重、产量稳定主效QTL的应用报道。本发明应当是处于领先的地位。

本发明定位了与控制大豆百粒重和产量相关的数量性状基因位点QTL_sw和QTL_pw，可用引物位点进行高大豆百粒重和产量相关辅助育种，快速高效地选择高大豆百粒重和产量后代个体，选育高大豆百粒重和产量品种。因此本发明的与大豆百粒重和产量相关的数量性状基因位点，将提高大豆百粒重和产量品种的育种和生产中发挥重要作用。

本发明能够克服大豆百粒重、产量受环境影响大，直接选择效率低，且只能在收获后进行评定的缺点，本发明在苗期就能够通过分子标记对大豆品种和品系的百粒重、产量水平进行预测和筛选，淘汰低产植株，减少人力和物力的浪费，提高育种效率和准确性。

附图说明：

附图1与大豆百粒重和大豆产量相关的位点。

本发明的具体实施方式：

实施例1：

控制大豆百粒重、大豆产量的数量遗传位点(QTL)的获得

(1)重组自交系的构建及百粒重、产量鉴定：

用中国大豆栽培品种东农594(♀)和美国栽培品种Charleston(♂)进行杂交，得到杂种F₁；由杂种F₁代自花授粉获得子代，通过子代单粒传法(SSD)获得143个F_2：6代重组自交系；

于2004年、2005年、2006年在哈尔滨实验点，2006年在呼兰实验点、绥化实验点种植143个F_2：6代重组自交系，3米行长，三次重复，随机区组设计。大豆完全成熟时，在各地的每个家系随机抽取10株单株并摘取300粒籽粒，于105℃烘箱内烘30分钟，然后置70-80℃烘箱烘干至恒重，称豆粒干重，算出每个家系的百粒重，并收获小区，测小区产量(公斤/垧)，三次重复。

(2)遗传图谱构建及QTL分析：

选取在父母本间具有扩增多态性的SSR引物对143个家系进行分析，根据SSR条带在群体中的分离情况，将有母本类型条带的个体记为“A”，有父本类型条带的个体记为“B”，杂合的和缺失不清的记为“-”。

利用Mapmaker/EXP3.0作图软件，构建分子标记连锁图谱。应用Group命令进行连锁分析和分组(LOD＝5.0)，连锁标记少于8个的用Compare命令进行优化排序，多于8个的用Ripple命令排序，错误检测水平设为1％，利用Kosambi函数将重组率转化为遗传图距(cM)。根据已由Cregan(1999)等定位的SSR标记作为锚定标记以确定相应的连锁。将LOD≥2.0作为QTL存在的阙值，用WinQTLcartograph V2.0进行QTL定位。

结果如图1所示：与大豆百粒重、产量紧密连锁的数量遗传位点QTL_sw和QTL_pw(图1)，定位于大豆的C2连锁群，位于SSR引物位点Satt460和Satt202之间，与百粒重相关的QTL_sw已在2004、2005、2006年哈尔滨实验点、2006年呼兰实验点被检测到，分别能够解释相应实验点的表型变异的18.42％、7.44％、11.12％、3.48％；与产量相关的QTL_pw能够在2004、2006年哈尔滨实验点、2006年绥化实验点被检测到，分别能够解释相应实验点的表型变异的4.39％、12.19％、7.78％(表1)。

表1 与大豆百粒重、大豆产量相关的QTL

实施例2：控制大豆百粒重、产量的数量遗传位点(QTL)的应用

与大豆百粒重、产量主效紧密连锁的数量遗传位点QTL_sw和QTL_pw获得后，利用中国大豆栽培品种东农594(♀)和美国栽培品种Charleston(♂)进行杂交，所得的F_2：6代进行百粒重、产量水平的预测，先从各家系的叶片中分离DNA，然后利用分子标记Satt460和Satt202对PCR扩增，通过检测是否存在数量遗传位点(QTL)来预测这些家系所能达到的百粒重、产量水平，并推断该QTL由哪个亲本控制。

在呼兰、绥化、哈尔滨三个实验点种植143个F_2：6重组自交系，3米行长，三次重复，随机区组。大豆完全成熟时，在各地的每个家系随机抽取10株单株并摘取300粒籽粒，称豆粒干重，算出每个家系的百粒重，并种植小区，测算小区产量(公斤/垧)。并与预测结果进行对比(表1，表2，表3)。预测结果与实际结果非常吻合，并且QTL_sw和QTL_pw由东农594控制。基因型与表现型非常吻合(表2，表3)。采用30个品种验证数量遗传位点QTL_sw和QTL_pw，结果显示根据这30个品种的QTL_sw和QTL_pw鉴定结果与百粒重和产量的实际表现非常吻合。

表2 与大豆百粒重主效QTL相关的分子标记及应用

表3 与大豆产量主效QTL相关的分子标记及应用

表3 分子标记在30个品种上的验证和应用

Claims (3)

1.一种与大豆百粒重和大豆产量相关的数量遗传位点，其特征是：该位点位于大豆的C2连锁群，在SSR(简单重复序列)引物位点Satt460和Satt202之间，当似然值LOD≥2.0时能够在该区间检测到控制大豆百粒重性状基因位点QTL_sw和控制大豆产量性状基因位点QTL_pw。

2.根据权利要求1所述的与大豆百粒重和大豆产量相关的数量遗传位点的应用方法，其特征是：A、从大豆有性杂交后代的个体中提取DNA，以Satt460和Satt202为引物进行PCR扩增，杂交后代存在Satt460和Satt202分子标记的，选育为高大豆百粒重或高产品系或品种；

B、大豆亲本的选配：从现有大豆品种中提取DNA，以Satt460和Satt202为引物进行PCR扩增，具有Satt460和Satt202分子标记的用来来确定大豆资源的百粒重和产量特性，从中选配大豆的亲本。

3.一种与大豆百粒重和大豆产量相关的数量遗传位点在分子辅助育种领域的应用。

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