控制大豆异黄酮主要组分的QTL标记定位

大豆异黄酮是一类次生代谢产物，主要参与植物组织和病源微生物的互作及防御反应，特别是在人类抗肿瘤活性、防止骨质疏松方面具有重要作用，因此开展大豆异黄酮分子标记辅助育种具有重要意义。本研究以248份大豆微核心种质和鲁黑豆2号（高）×南汇早黑豆（低）构建的F5:7-8代重组自交系为材料，采用SSR和SNP标记方法，构建分子标记连锁图谱，以高效液相色谱技术分析异黄酮主要组分含量，利用关联分析和数量性状定位相结合的方法，研究控制异黄酮主要组分的基因数目，基因效应、基因与环境互作；通过高/低含量基因池、生物信息学手段和次级分离群体标记方法，定位异黄酮主效QTL，发掘控制异黄酮主要组分基因连锁的分子标记，为大豆异黄酮分子标记辅助育种服务。

大豆异黄酮是一类次生代谢产物，主要参与植物组织和病源微生物的互作及防御反应，特别是在人类抗肿瘤活性、防止骨质疏松方面具有重要作用，因此开展大豆异黄酮分子标记辅助育种具有重要意义。本项目在创建大豆异黄酮HPLC检测方法的基础上，利用构建的大豆RIL群体，采用SSR标记方法，绘制了一张包含161个多态性SSR标记，全长3546.54 cM的大豆遗传连锁图谱，结合异黄酮表型数据，共检测到 3个多环境条件下稳定表达的QTL。采用SLAF-seq方法，构建了一个包含5785个SNP标记，总遗传图距为2255.18 cM，平均遗传图距为0.43cM的高密度遗传连锁图谱，结合异黄酮表型数据，共定位到11个多环境条件下稳定表达的QTL，特别是标记qIF20-2在所有环境条件下针对多异黄酮组分均能稳定表达，其平均表型遗传解释率为19.62%。通过生物信息学分析，发现所定位的QTL区间内存在13个与异黄酮相关的关键酶结构基因，包括4CL、CHI、CHR、IFS、OMT等关键酶基因，并经qRT-PCR方法，证明了大豆籽粒发育过程中异黄酮合成相关酶的表达模式是不同的。通过与参考基因组比对，针对标记qIF20-2的基因信息进行分析，发现该区间内共有93个注释基因，其中包含3个MYB类转录因子和1个锌指蛋白类转录因子基因。通过同源克隆和测序分析，发现转录因子基因Gm20MYB-1和Gm20ZF-1在双亲间存在差异，经过大群体关联分析发现该两个基因与异黄酮组分关联。另外，以大豆微核心种质为自然群体，结合基因型和两个地点的异黄酮表型数据，采用关联分析方法，定位到3个与异黄酮相关的关键热点区域，为大豆异黄酮主效QTL的精细定位提供理论依据。