大豆异黄酮与脂肪、蛋白质含量基因定位分析.pdf

中国农业科学 2009,42(8):2652-2660 Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2009.08.003 收稿日期：2008-08-18；接受日期：2009-03-14 基金项目：国家重点基础研究发展计划（ “973”计划）项目（2008CB117005） 、农业科技成果转化资金（2008D00010209）、国家转基因重大专项 （2008ZX08004-005） 、 “948”引进项目（2009-Z31） 作者简介： 梁慧珍 （1968） ， 女， 河南永城人， 研究员， 博士， 研究方向为大豆遗传育种与生物技术。 Tel： E-mail： 大豆异黄酮与脂肪、蛋白质含量基因定位分析 梁慧珍 1，王树峰1，余永亮1，练 云1，王庭峰1，位艳丽1，巩鹏涛2，刘学义3，方宣钧2 （1河南省农业科学院经济作物研究所，国家大豆改良中心郑州分中心，郑州 450002；2海南省热带农业资源开发利用研究所，海南三亚 572025 ； 3山西省农业科学院经济作物研究所，山西汾阳 032200） 摘要： 【目的】研究大豆异黄酮与脂肪、蛋白质含量基因定位及相关性，为大豆品质改良、分子育种及基因 克隆等应用提供理论依据。 【方法】利用 SSR 技术，对晋豆 23 号和灰布支杂交构建的 F13代大豆重组自交系群体的 474 个家系进行了连锁图谱的构建。在此基础上，利用 WinQTLCart2.0 软件分析了影响大豆异黄酮含量、脂肪含 量和蛋白质含量 3 个重要品质性状的 QTL，通过复合区间作图分析，检测 QTL；同时，对异黄酮与脂肪、蛋白质的 含量相关性分析。 【结果】检测到 23 个 QTL，其中控制异黄酮含量 QTL 有 6 个，分别定位在 J、N、D2 和 G 染色体 的连锁群上；控制脂肪含量的 QTL 有 11 个，分别定位在第 A1、A2、B2、C2 和 D2 染色体的连锁群上；控制蛋白质 含量的 QTL 有 6 个，分别定位在 B2、C2、G 和 H1 染色体的连锁群上。相关性分析结果表明：异黄酮与蛋白质含量 呈极显著负相关；蛋白质和脂肪含量呈极显著负相关；蛋白质和蛋白质脂肪总量呈极显著正相关。 【结论】3 个重 要品质性状的部分基因定位结果与其相关性分析是一致的，其结果对大豆品质育种应用有重要利用价值。 关键词：大豆；SSR；QTL；品质；异黄酮 QTL Mapping of Isoflavone, Oil and Protein Content in Soybean LIANG Hui-zhen1, WANG Shu-feng1, YU Yong-liang1, LIAN Yun1, WANG Ting-feng1, WEI Yan-li1, GONG Peng-tao2, LIU Xue-yi3, FANG Xuan-jun2 (1Zhengzhou National Soybean Improvement Sub-center, Economical Crops Institute, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002; 2Hainan Institute of Tropical Agriculture Resources, Sanya 572025, Hainan; 3Economical Crops Institute, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Fenyang 032200, Shanxi) Abstract: 【Objective】 Dietary intake of isoflavones has been shown to reduce the risk of several major diseases in humans. Therefore, breeding soybean Glycine max (L.) Merrill seeds with desirable isoflavone content would be beneficial to the food and healthy industries, but the environmental sensitivity of the trait complicates phenotypic selection. The objective of this study was to identify quantitative trait loci (QTL) and epistatic interactions associated with isoflavone contents, protein contents, oil contents in soybean seeds. 【Method】 An F13 recombinant inbred line(RIL) comprising 474 lines was derived from a cross between Jindou23 and Huibuzhi. SSR technique was employed for mapping the QTLs. 【Result】 The QTLs for isoflavone content, protein content, oil content were analyzed and 23 QTLs were detected based on the constructed linkage map. Six QTLs for isoflavone content were localized in linkage groups J, N, D2, and G; Eleven QTLs for oil content were localized in the linkage groups A1, A2, B2, C2 and D2. Six QTLs for protein content were localized in linkage groups B2, C2, G and H1. The correlation analysis demonstrated that the content of isoflavone was in significant correlation with protein content. Significantly negative correlations were existed between oil content and protein content, and significantly positive correlations were existed between protein content and the content of total protein and oil. 【Conclusion】 All these have laid an important basis for the marker assisted breeding of the soybean. According to analysis of this investigation, the phenotype correlations of quantitative traits may result from the correlations of QTL controlling those traits. Key words: soybean; SSR; QTL; quality; isoflavone 8 期 梁慧珍等：大豆异黄酮与脂肪、蛋白质含量基因定位分析 2653 0 引言 【研究意义】连锁图的构建是遗传学基础性研究 的一个重要领域，是基因分析的重要方面，同时能为 育种工作提供指导。大豆基因组和遗传图谱的构建可 促进大豆分子生物学研究。同时，大豆遗传连锁图谱 又是基础理论研究和实际应用的中间桥梁，是大豆资 源、育种及分子克隆等许多应用研究的理论依据和基 础。由于大豆基因组含有广泛的复制区和丰富的重复 序列，且种内同源性非常高，使得其高密度遗传图谱 研究落后于其它作物。因此，相对于高附加值大豆产 品的重要性而言，大豆是世界上最需要加大基础遗传 研究力度的作物之一，同时构建并优化高密度大豆遗 传图谱意义重大。在连锁图谱上，同时将大豆异黄酮 含量、 脂肪含量和蛋白质含量相关性状的 QTL 进行定 位，对进一步克隆品质基因和利用分子标记辅助技术 加速大豆品质育种有积极的意义。【前人研究进展】 目前利用各种分子标记技术已构建了多张大豆连锁图 谱，包括 Akkaya 等1、Mansur 等2、刘峰等3、吴晓 雷等4、Kassem 等5、关荣霞6、张忠臣7、杨喆8 等。但由于研究中的群体大小和类型等方面的限制， 需要进一步完善。 关于大豆油分和蛋白性状的 QTL 定 位研究，已有过相应的报道。Mansur 等2、刘峰等3、 吴晓雷等4、Diers 等9、Orf 等10、Brummer 等11、 Lee 等12、张忠臣等13研究均表明：群体中蛋白质含 量与油分含量呈负相关，这 2 个性状的负相关关系， 反映出分子标记之间的关系，但需要更高密度的遗传 图谱和适宜精确定位的群体进一步开展研究，才能弄 清蛋白质和油分是由同一基因控制还是不同基因在相 斥相呈紧密连锁。大豆异黄酮（isoflavone）是大豆种 子中积累较多的一类次生代谢产物，是从大豆中提取 的植物雌性激素，具有多种生物学功能。由于异黄酮 检测的费用比较高， 一直以来相关的 QTL 定位不是很 多。Meksem 等14-15使用 100 个株系的重组自交系， 利用 150 个多态性 DNA 标记使用单因素方差分析方 法对籽粒中异黄酮含量进行了 QTL 定位。发现了 4 个比较稳定的区间。Kassen 等5在 Meksem 的基础上 使用同样的群体使用新的标记，进一步对大豆异黄酮 QTL 进行了研究。240 个 SSR 标记被用于单因素方差 分析，进一步修正了原来的 QTL，发现了两个新的 QTL。Primomo 等16利用 207 个株系 F4:6的重组自交 系群体。发现了很显著的基因型和环境的相互作用， 同时通过单因素方差分析检测到 17 个 QTL，区间作 图和复合区间作图验证了9个QTL和异黄酮的含量是 相关的。【本研究切入点】该研究有针对性的用两个 地理和遗传远缘的品种晋豆 23 号和灰布支杂交构建 的 F13代大豆重组自交系群体的 474 个家系进行了连 锁图谱的构建。该群体是目前大豆研究领域中较大的 重组自交系群体，也是用于大豆遗传图谱研究及基因 定位的理想 RIL 群体。利用该大豆遗传连锁图谱，对 异黄酮、 脂肪与蛋白等重要农艺性状进行了 QTL 分析 和定位。【拟解决的关键问题】大豆重要品质性状中 的异黄酮、脂肪、蛋白质等都属于多基因控制的数量 性状，对这些有重要价值的品质性状进行 QTL 定位， 从而发掘有利用价值的等位基因，将分子标记辅助选 择用于育种实践，以培育优质高产的新品种。 1 材料与方法 1.1 供试材料 作图亲本材料为两个差异较大的大豆品种。母本 晋豆 23 是一个栽培种，父本灰布支属于半野生大豆， 具有较多的原始性。 作图群体采用单粒混传法 （Single Seed Mutiple Descent，SSD）RIL。1998 年夏季在山西 省以晋豆 23 为母本， 灰布支黑豆为父本进行杂交， 获 得 F0种子，种植后收获一株种子产量 732 粒的 F1单 株，1998 年 10 月在海南岛单粒种成 732 个 F2，1999 年 2 月单株收获每个 F2形成 F3株系。于 F3代开始， 每个世代每个株系随机收获 10 株上的共 20 个豆荚， 每荚约 2 粒，共约 40 粒种子，随机选取其中的 20 粒 种成 20 个株行， 形成下一个世代， 以此类推至高世代。 2005 年在山西汾阳和河南郑州两个地点同时安排试 验，2008 年在郑州和海南安排试验。 1.2 异黄酮、蛋白质和油份含量测定方法 异黄酮含量测定采用津岛高效液相色谱仪 （LC-6A），用高效液相色谱法定性、定量测定样品 中的异黄酮含量17-18。品质性状中蛋白质、油份含量 的测定用近红外分析仪 （1255 型） 测定。 蛋白质含量： 以蛋白质占大豆种子干物质重量的百分率为标准；油 分含量：以油分占大豆种子干物质重量的百分率为标 准。经检测品质性状差异较大，结果如下。 1.3 SSR 分析方法 参照 1999 年 Cregan19等发表的“大豆公共图谱” 挑选引物，挑选引物的标准为：座位分布均匀且基因 多 样 性 程 度 高 ， 并 由 大 豆 数 据 库SoyBase （/）中查询 SSR 引物序 列。引物由美国 Life Technology Inc.公司合成。 2654 中 国 农 业 科 学 42 卷 表 1 亲本及重组自交系群体 Jinf 的主要农艺性状分析 Table 1 Analysis of observed agronomic traits in the RIL population and its parents 亲本 Parents 重组自交系群体 Jinf RIL population Jinf 性状 Traits observed 晋豆 23 Jinbean23 灰布支 ZDD2315 平均值 Mean 变异范围 Range 偏度 Skewness 峰度 Kurtosis 蛋白质含量 Protein content (%) 40.11 44 42.68 33.148.9 -0.468 3.393 脂肪含量 Oil content (%) 21.1 18.5 18.67 14.323.6 -0.386 1.682 异黄酮含量 Isoflavone content (gg-1)3294 4036 2272 775.04145 0.2496 0.3365 图 1 异黄酮、脂肪和蛋白质含量在重组自交系中的分布 Fig. 1 Distribution of isoflavone and oil and protein concentration in RIL 以苗期新鲜叶片为材料，采用该实验室常用的 CTAB 法提取（DNA）20。 PCR 扩增反应采用 15 l 反应体系， 包括 30ng 总 DNA 模板，1.5 molL-1引物(上游及下游)，2.5 mmolL-1的dNTP， 1.5 l 10PCR Buffer， 1.5 mmolL-1 Mg2+， 1 Utaq 酶， ddH2O 补足。 PCR 反应在 MJ Research Inc.PTC-100 型 PCR 仪上运行，反应程序为 94，5 min；94，30 s；47，30 s；72，45 s；40 个循 环；72，10 min。 1.4 大豆品质及相关性状的 QTL 定位 利 用 复 合 区 间 作 图 法 （ Composite Interval Mapping， CIM） 和 Windows QTL Cartographer V2.021 进行 QTL 定位和效应估计。 复合区间作图法用 QTL Cartographer 中 Zmapqtl 方法的 Model 6， 每 2 个 cM 对各性状进行全基因组扫 描，以确定各性状 QTL 数目及其在染色体上的位置， 通过逐步回归指定解释给定性状最大变异的 5 个标记 作为余因子（co-factor）。根据 Churchill 等22的方法， 模拟运算 1 000 次，设定 QTL 的显著性水平为 0.05。 当LOD2.0时， 即认定该位置存在一个QTL。 Zmapqtl 同时给出了基因的加性效应和显性效应值以及各染色 体区间对性状表型变异方差的贡献率。 用 MapDraw V2.1 绘制QTL 所在区间的局部遗传 连锁图谱。 2 结果与分析 2.1 分子连锁图谱的构建 用 MAPMAKER/EXP version 3.023作图软件构建 分子标记连锁图谱，利用 Kosambi 函数将重组率转化 为遗传图距（cM）。LOD=5.00，标记间最大距离为 50 cM，构建以晋豆 23灰布支为背景的 SSR 标记遗 传连锁图谱。分析计算时，使用 group 命令分组并锚 定到染色体之后，使用 assign 命令，将没有连锁的标 记重新使用 links 命令， 经过比较筛选出更加符合标准 图谱的图谱。如此反复使用 group 命令分组并锚定到 染色体和 assign 命令，多次比较筛选。连锁图总长度 为 2 047.6 cM，标记间平均间距为 8.8 cM。 2.2 大豆异黄酮含量、 蛋白质含量及脂肪含量之间相 关性 对异黄酮与脂肪、 蛋白的含量进行了相关性分析。 结果表明异黄酮与蛋白质含量呈极显著负相关；异黄 酮与脂肪含量不显著正相关；蛋白质和脂肪含量呈极 8 期 梁慧珍等：大豆异黄酮与脂肪、蛋白质含量基因定位分析 2655 表 2 大豆异黄酮、脂肪、蛋白含量相关性结果 Table 2 The correlation of isoflavone, protein and oil in soybean 性状 Trait 异黄酮 Isoflavone 脂肪 Oil 蛋白质 Protein 蛋白质+脂肪 Protein +oil 异黄酮 Isoflavone 1 脂肪 Oil 0.213 1 蛋白质 Protein -0.342* -0.553* 1 蛋白质+脂肪 Protein+oil -0.254 0.068 0.794* 1 显著负相关和前人研究结果一致；蛋白质和蛋白质脂 肪总量呈极显著正相关。在大豆品质育种选择时需注 意协调这些性状之间存在的关系。 2.3 大豆异黄酮含量、 蛋白质含量和脂肪含量的 QTL 定位 采用复合区间作图软件 WinQTLCart2.0， 对 2005 年和 2008 年中大豆异黄酮含量、 蛋白质含量和脂肪含 量 3 个重要品质性状进行了全基因组搜索， 2005 年试 验共检测到 12 个 QTL（图 2 和表 3），其中：3 个异 黄酮 QTL，3 个蛋白质 QTL，6 个脂肪 QTL。2008 年 试验共检测到 11 个 QTL（图 3 和表 4），其中：3 个 异黄酮 QTL，3 个蛋白质 QTL，5 个脂肪 QTL。 对 2005 年试验定位的大豆异黄酮含量、 蛋白质含 表 3 异黄酮、蛋白质和脂肪含量的 QTL 位置及遗传效应（2005） Table 3 Putative QTL and their genetic effects of isoflavone, oil and protein content in soybean (2005) 性状 Trait 序号 Serial 染色体 Chr. location 位置 Position (cM) 标记区间 Marker interval LOD 值 LOD value 加性效应 Additive effects 贡献率 Additive gene effect contribution (%) 1 J 0.01 Satt249satt285 4.1309 -0.4087 25.20 2 N 26.02 Satt009satt152 3.1372 -0.4577 33.08 异黄酮 Isoflavone 3 N 34.61 Satt152satt521 2.9734 -0.4497 32.29 1 A1 157.08 Satt225satt599 5.1358 -0.3558 11.72 2 A2 14.18 Sat_162BSC 12.6064 0.5558 32.76 3 A2 23.24 Satt187sat_129 11.8135 0.7406 55.43 4 B2 45.14 Satt063satt070 3.6892 -0.2872 7.88 5 C2 91.87 Satt363satt277 2.1704 -0.2233 5.41 脂肪 Oil 6 D2 158.47 Satt186satt031 2.0077 -0.2077 4.32 1 C2 98.36 Satt557satt100 2.1653 -0.4028 5.89 2 G 120.35 Satt199satt012 2.1397 -0.4486 6.73 蛋白质 Protein 3 H1 31.81 Satt568satt442 2.5685 -0.4666 8.05 表 4 异黄酮、蛋白质和脂肪含量的 QTL 位置及遗传效应（2008） Table 4 Putative QTL and their genetic effects of isoflavone, oil and protein content in soybean (2008) 性状 Trait 序号 Serial 染色体 Chr. location 位置 Position (cM) 标记区间 Marker interval LOD 值 LOD value 加性效应 Additive effects 贡献率 Additive gene effect contribution (%) 1 D2 177.53 Satt386Satt256 5.3437 -0.5507 25.19 2 G 100.15 Satt131Satt501 4.5933 -0.3940 12.14 异黄酮 Isoflavone 3 J 0.01 Satt249Satt285 7.7046 -0.7612 55.20 1 A1 157.21 Satt225Satt599 5.0124 -0.2824 3.72 2 A2 14.21 Sat_162BSC 12.5231 0.4316 16.73 3 A2 25.31 Satt187Sat_129 11.0245 0.8510 62.70 4 B2 45.21 Satt063Satt070 3.6181 -0.2621 3.71 脂肪 Oil 5 C2 93.92 Satt363Satt277 2.2472 -0.1517 2.53 1 B2 51.22 Satt063Satt070 2.2495 0.6728 9.58 2 C2 0.132 Satt557Satt100 2.2382 -0.5316 6.34 蛋白质 Protein 3 G 18.01 Satt275Satt038 2.1421 -0.5208 5.72 2656 中 国 农 业 科 学 42 卷 连锁群右边为标记名称，左边为标记间距，空白柱状区域为 QTL 座位 Marker names were labeled in the right of groups, and distance between markers in the left. QTLs are shown by white columns 图 2 大豆 SSR 分子连锁图（2005） Fig. 2 SSR linkage map of soybean (2005) 8 期 梁慧珍等：大豆异黄酮与脂肪、蛋白质含量基因定位分析 2657 连锁群右边为标记名称, 左边为标记间距, 空白柱状区域为 QTL 座位 Marker names were labeled in the right of groups, and distance between markers in the left. QTLs are shown by white columns 图 3 大豆 SSR 分子连锁图（2008） Fig. 3 SSR linkage map of soybean (2008) 2658 中 国 农 业 科 学 42 卷 量和脂肪含量 3 个重要品质性状及其相关性状的 12 个 QTL 分布于 A1，A2，B2，C2，D2，G，H1，J 和 N 9 个连锁群染色体， 其中 6 个 QTL 与单个分子标记 相重合，J，A1，B2，D2，G 和 H1 连锁群各自只检 测到 1 个 QTL，其余 3 个连锁群均检测到 2 个 QTL 座位， 它们有相对集中在 A2， C2 和 N 连锁群的倾向。 在 N 连锁群的 26.02 cM 和 34.61 cM 处分别检测到大 豆异黄酮含量的 QTL 各一个， 它们的加性效应分别为 0.4577 和0.4497，而且这 2 个 QTL 对于该性状的 效应方向均同为负， 显示该区域是 QTL 效应的集中区 域；在 J 连锁群的 0.01cM 处也检测到大豆异黄酮含 量的 QTL 一个，它的加性效应0.4087，LOD 值为 4.1309 相对较大；在 A2 连锁群的 14.18 和 23.24 cM 处检测到脂肪含量的 QTL 各一个， 它们的加性效应分 别为 0.556 和 0.741，两个 LOD 值都较大分别达到 12.606 和 11.814，显示该区是脂肪含量的集中区域和 主效 QTL；在 A1 连锁群的 157.08 cM 处检测到脂肪 含量的 QTL 一个，它的加性效应为0.356，LOD 值 为 5.136；在 D2 连锁群的 158.47 cM 处检测到脂肪含 量的 QTL 一个，它的加性效应为0.208，LOD 值为 2.008； 在 G 连锁群的 120.35 cM 处检测到蛋白质含量 的QTL一个， 它的加性效应为0.449， LOD值为2.140； 在 H1 连锁群的 31.81 cM 处检测到蛋白质含量的 QTL 一个，它的加性效应为0.467，LOD 值为 2.569。 对 2008 年试验定位的大豆异黄酮含量、 蛋白质含 量和脂肪含量 3 个重要品质性状及其相关性状的 11 个 QTL 分布于 A1、A2、B2、C2、D2、G 和 J 7 个连 锁群染色体，其中 8 个 QTL 与单个分子标记相重合。 A1、D2 和 J 连锁群各自只检测到 1 个 QTL，其余 4 个连锁群均检测到 2 个 QTL 座位， 它们有相对集中在 A2， B2、 C2 和 G 连锁群的倾向。 在 D2 连锁群的 177.53 cM 处检测到大豆异黄酮含量的 QTL 一个，它们的加 性效应为0.5507； 在 G 连锁群的 100.15 cM 和 18.01 处，分别检测到大豆异黄酮含量和蛋白质含量的 QTL 各一个， 它们的加性效应分别为0.3490 和0.5208； 在 J 连锁群的 0.01 cM 处也检测到大豆异黄酮含量的 QTL 一个， 它的加性效应0.7612， LOD 值为 7.7046 相对较大；在 A2 连锁群的 14.21 和 25.31 cM 处检测 到脂肪含量的 QTL 各一个，它们的加性效应分别为 0.4316和0.8510， 两个LOD值都较大分别达到12.5231 和 11.0245，显示该区是脂肪含量的集中区域和主效 QTLs；在 A1 连锁群的 157.21 cM 处检测到脂肪含量 的 QTL 一个，它的加性效应为0.2824，LOD 值为 5.0124；在 B2 连锁群的 45.21 cM 和 51.22 处，分别 检测到脂肪含量和蛋白含量的 QTL 一个， 它的加性效 应分别为0.2621 和 0.6728，LOD 值分别为 3.6181 和 2.2495； 在 C2 连锁群的 0.132 cM 和 93.92 cM 处分 别检测到蛋白质含量与脂肪含量的 QTL 各一个， 它们 的加性效应分别为0.5316 和0.1517，LOD 值分别 为 2.2382 和 2.2472。 3 讨论 本研究通过两年 4 个地点的的研究，共检测到 6 个大豆异黄酮含量的 QTL， 其中在 J 连锁群定位一致。 Valerio Primomo24博士论文将异黄酮 QTL 定位在 5 个 G、A1、H、J、K 和 M，共同的是 J 连锁群，说明 J 连锁群定位的位点可靠性较大。 而 Meksem14-15研究 结果的异黄酮 QTL 定位是在 B1、N 和 A1，和本研究 对 2005 年试验分析结果有一个共同的 N 染色体，说 明 N 连锁群定位的位点也可能是准确的。异黄酮与油 份和蛋白质的相关性分析结果与 Sheeila25的结论基 本一致。 本研究共检测到 11 个有关脂肪含量的 QTL，除 了在 D2 连锁群位点外，其余位点两年定位结果基本 一致，分别位于 A1、A2、B2 和 C2 连锁群上；同时 两年共检测到 6 个有关脂肪含量的 QTL，其中在 C2 和 G 连锁群定位位点基本一致。研究结果与 Mansur 等26-27报道的在一个 Glycine max 的杂交组合的 A2 连锁群上检测到有关脂肪含量的 QTL 相符。 Brummer 等11也报道了 A1、A2、B1、C2、G、H、K 连锁群上 都检测到了与大豆种子脂肪含量有关的 QTL；在 A2、 B2、C1、D1、E、F、G、H、I 等连锁群上都检测到 了与大豆种子蛋白质有关的 QTL。 Orf 等10用3 个 RIL 群体对大豆包括脂肪和蛋白质含量在内的若干性状进 行了 QTL 分析，发现 A1、C1、C2、L 等连锁群上存 在与脂肪含量有关的 QTL 的；A1、C1、L、M 连锁 群上都存在与蛋白质含量相关的 QTL。 Mansur 等26-27 还报道了位于 A1 连锁群及位于 L 连锁群上与 Satt006 紧密连锁关于脂肪含量和蛋白质含量的 QTL。 Chapman 等28报道了位于 B1、D2、L 的关于脂肪和 蛋白质含量的 QTL。Sebolt 等29，Chung 等30都报道 了位于连锁群 I 上的与脂肪和蛋白质含量有关的 QTL。可以看出利用不同的群体，在不同的环境下得 到的 QTL 也不太一致的。要确保所鉴定的 QTL 的真 实性，必须严格控制环境变异的影响。另外，在某一 群体中出现并分离的 QTL 可能不同于出现于另一群 8 期 梁慧珍等：大豆异黄酮与脂肪、蛋白质含量基因定位分析 2659 体中的 QTL。所以为了获得对基因组中 QTL 的综合 阐释， 需要在一系列地点和年份对多个群体进行研究。 虽然已有许多 QTL 被研究定位， 但迄今它们中的大多 数的定位，仅是基于用作构建图谱的群体。李启云 等31通过使用多个基因型组合以及多种环境对 QTL 进行详尽分析， 可使得 QTL 的定位更加准确， 而且也 有助于阐明迄今尚不了解的有关数量性状的变异由群 体来维系的机制问题。 影响 QTL 定位准确性的另一困 难是，要有足够大的定位群体。再者，对 QTL 的生理 效应和单个 QTL 对性状表达的真实影响也是 QTL 定 位所面临的一个难题。 可通过构建成仅在单一 QTL 座 位上有差异的近等基因系来克服。例如，Diers 等9 通过比较近等基因系， 可以清楚地揭示单个 QTL 对大 豆蛋白或油质量表达的真实效应。大量研究表明控制 脂肪和蛋白质含量的 QTL 在基因组中紧密连锁， 本研 究的结果也证明了这一点。 在 A2 和 C2 连锁群上 QTL 对于脂肪含量和蛋白质含量 2 个性状的效应方向均同 为负值， 显示该区域是 QTL 效应的集中区域。 这种集 中分布可能是性状相关的遗传基础，脂肪含量和蛋白 质性状间具有显著负相关关系，相关系数为0.553， 故其 QTL 具有集中分布的特点。 本研究检测到的位于 A2 连锁群上 Satt187Sat_129 的 qOIL_A2_3 单独可 解释 62.7%的遗传变异，推测可能为一主效基因。 4 结论 对大豆异黄酮与脂肪含量经典遗传相关研究分析 表明，异黄酮与脂肪含量呈不显著相关，异黄酮与蛋 白质呈显著负相关。分子基因定位研究分析结果：控 制异黄酮含量 6 个 QTL 分别定位在 J、 N、 D2 和 G 这 4 条染色体的连锁群上；控制脂肪含量的 11 个 QTL 分别定位在第 A1、A2、B2、C2 和 D2 这 5 条染色体 的连锁群上， 控制蛋白质含量的 6 个 QTL 分别定位在 第 B2、C2、G 和 H1 这 4 条染色体的连锁群上。控制 异黄酮含量基因与控制脂肪含量基因基本不在同一个 染色体上，相关性不大；与控制蛋白质含量基因同位 于 G 染色体上，控制脂肪含量基因与控制蛋白质含量 基因重合在 B2 和 C2 染色体上， 有显著相关性。 因此， 3 个大豆重要品质性状的部分基因定位结果与其相关 性分析是一致的，进一步证明定位结果是有意义的， 其结果对大豆品质育种应用有重要利用价值。 References 1 Akkaya M S, Shoemaker R C, Specht J E, Bhagwat A A, Cregan P B. 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