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绿豆高密度遗传图谱构建及重要农艺性状QTL定位.pdf

花匠小妙招
2025-05-10 03:58

摘要绿豆是豇豆属中的主要栽培种作物，也是我国重要的食用豆类。作为小宗作物，绿豆研究基础薄弱，遗传图谱数量少、密度低，难以有效用于新基因发掘等深入研究。本课题基于大花叶和冀绿9 号变异株杂交衍生的RIL （Recombinant inbred line ）群体，利用基因组重测序技术，构建了绿豆SNP 高密度遗传连锁图谱，并开展了主要表型性状的QTL 分析，主要研究结果如下：（1）绿豆高密度遗传图谱构建亲本间共检测到564449 个SNP，将筛选后的SNP 划分为Bin 标记，构建了包含1946 个Bin 标记（包含2 1508 个SNP）的高密度遗传连锁图谱，该图谱总长为1060.17 cM，分为11 个连锁群（LG ），平均图距为0.54 cM 。连锁群的长度依次是LG 9 （168.03 cM） LG 6 （127.99 cM） LG 1 （114.27 cM） LG 5 （113.37 cM） LG 8 （112.09 cM） LG 7 （95.76 cM ） LG 10 （87.85 cM ） LG 11 （85.60 cM） LG 2 （71.90 cM ） LG 3 （44.55 cM ） LG 4 （38.76 cM ）。连锁群平均遗传距离依次是：LG 9 （1.02 cM ） LG 11 （0.74 cM ） LG 10 （0.73 cM ） LG 6 （0.56 cM ） LG 1 （0.51 cM ） LG 8 （0.5 cM ） LG 7 （0.48 cM ） LG 3 （0.45 cM ） LG 5 （0.44 cM ） LG 4 （0.4 cM ） LG 2 （0.35 cM ）。本连锁图一共有18 个gap，分布在4 个连锁群，分别为LG 9 （7 个）、LG 1 （4 个）、LG 5 （4 个）、LG 7 （3 个）。图谱中最大的Gap 位于LG 9 ，长度为19.91 cM 。（2 ）主要表型性状的QTL 定位分别对缺刻叶、皱缩叶、株高、主茎分枝数、豆荚长、豆荚宽、单荚粒数、种皮颜色、种皮光泽、籽粒分布密度、初花期、叶片叶绿素含量、百粒重、幼茎色、花粉活力、籽粒直径等 16 个性状进行了QTL 分析。除了花粉活力，其余15 个性状共检测到49 个QTL 位点，这些QTL 分布在37 个区间，定位区间在连锁群（染色体）上的分布为：LG 1 （2 个），LG 2 （3 个），LG 3 （12 个），LG 4 （3 个），LG 5 （8 个），LG 6 （3 个），LG 7 （4 个），LG 10 （12 个），LG 11 （2 个）。各性状检测到的QTL （LOD 3 ）数目分别为初花期7 个，种皮颜色6 个，缺刻叶 Q 法检测到5 个，缺刻叶R 法检测到4 个，豆荚宽4 个，籽粒分布密度4 个，叶片叶绿素含量3 个，豆荚长3 个，百粒重3 个，株高2 个，单荚粒数2 个，种皮光泽2 个。此外，皱缩叶、主茎分枝数、幼茎色、籽粒直径分别检测到1 个QTL 。（3 ）叶形态候选基因SNP 变异分析本研究对叶形进行了重点考察，皱缩叶形被定位在10 号连锁群Block7460-Block7463 之间，该区间有已注释蛋白编码基因35 个，其中仅有基因LOC106775793 区间内有SNP 位点。这个基因编码TCP2，基因区间内一共有7 个SNP 位点，仅有1 个SNP 位点位于翻译区内，大花叶在该位点密码子为色氨酸，与参考基因组一致，冀绿9 号变异株在该位点密码子为终止子。TCP 家族被多次报道参与叶缘皱缩负调控，因此该基因可能与皱缩叶有关，皱缩叶遗传机理可能为：编码 TCP2 的基因LOC106775793 在10 号染色位置上发生单点突变（G→A ），由编码色氨酸转为终止子，阻碍了TCP2 的表达，导致叶缘皱缩。 2018 年和20 19 年，采用两种方法均检测到一个缺刻相关的主效QTL 。该QTL 位于Block18747 I 和Block18748 间，该区间内有10 个已注释蛋白编码基因，其中7 个基因具有非同义突变的SNP 位点。基因LOC106757416 编码糖基转移酶，有研究报道称在烟草中糖基转移酶基因过表达导致叶脉排列不规则，因此该基因最有可能与缺刻叶相关