摘要
在国民生产经济中,大豆作为主要粮食作物之一,在种植、加工和销售等方面都发挥着重要作用。大豆富含蛋白质,营养价值高,不含胆固醇,并含有对应于蛋白质功能特性的必需氨基酸,是人们在生活中获取蛋白质的主要来源。大豆蛋白质含量可以达到籽粒成分的45%左右,占世界膳食消费比例的71%。在当前的大豆品种选育中,提高大豆的蛋白含量是一个重要的研究方向。野生大豆具有较高的蛋白含量和丰富的遗传变异,是改良大豆品种的重要资源。 野生大豆种质ZYD01015的蛋白含量达51.14%。本研究采用源自大豆品种绥农14与野生大豆ZYD01015杂交组合的RIL群体为实验材料,采用凯氏定氮法测定籽粒蛋白含量,分析群体蛋白含量的遗传变异,构建两代群体的高蛋白含量池、低蛋白含量池。采用重测序和BSA-seq分析方法,鉴定与蛋白含量相关的SNP和InDel位点,通过基因功能分析,预测大豆蛋白含量相关候选基因。研究得出以下结果: 1.210份大豆品系籽粒蛋白含量和水分含量的遗传分析表明,群体籽粒蛋白含量遗传变异大,符合正态分布且呈超双亲分离现象。F11群体的最小值32.58%,最大值54.18%,变幅21.60%;F12群体的最小值34.93%,最大值53.05%,变幅18.08%。对两世代群体与双亲蛋白含量显著相关性分析可得,F11和F12均与野生亲本ZYD01015呈显著负相关;两世代群体蛋白含量和水分含量显著相关性分析得出群体内两者呈现显著正相关。 2.根据F11和F12蛋白含量遗传变异,分别筛选出高蛋白含量和低蛋白含量各30个品系,构建4个极端混池。对4个极端混池和2个亲本进行全基因组DNA水平的深度测序(亲本测序深度20×,极端混池测序深度30×)。重测序数据统计得到,6个样本的Q30均达94%以上,GC%达34%以上,对比率达98%以上,说明材料随机性较好,结果较准确。 3.通过BSA-seq分析,鉴定到2个蛋白含量相关区间,位于第20号染色体3,980,000-6,310,000及25,940,000-30,240,000处,在这两区间共包含103个候选基因。经基因功能注释,并结合基因表达情况,对初步筛选出的18个候选基因进行了分析,并预测其中的Glyma.20G074200和Glyma.20G077000是影响大豆蛋白含量的关键候选基因。