大豆油分相关功能基因分子标记开发与鉴定及优异等位变异聚合分析OA北大核心CSTPCD

【目的】聚合大豆高油基因型旨在育种出更高含油量的品种,以提高经济效益和营养价值。为增加农业产出、降低加工成本、满足全球对植物油增长需求提供依据。【方法】利用生物信息学分析方法对Glyma.18G027100所在的C2基因家族在全基因组水平上进行鉴定,共鉴定出66个大豆C2基因家族成员,根据染色体位置命名为GmC2-01.1—GmC2-20.2。组织模式表达分析,在66个C2家族基因中共发现7个在籽粒中高表达基因(GmC2-03.6、GmC2-02.7、GmC2-07.2、GmC2-18.1、GmC2-18.4、GmC2-19.1和GmC2-20.2),为分析上述基因在大豆油分含量中的效应位点,从SFGB数据库中获得上述基因在编码区的SNP位点,2年油分含量相关分析表明,GmC2-18.1存在极显著影响油分含量的SNP位点。利用12份极端材料对GmC2-18.1编码区遗传多样性进行分析,在Wm82.a2.v1版本编码区2038273 bp处存在G/A变异调控种子油分含量,初步推测这个基因在籽粒发育或者营养物质积累中发挥作用。接着,对GmC2-18.1^(-G)/A基因结合已报道的功能基因GmSWEET39起始密码子上游225 bp的InDel自然等位变异位点、GmST1在编码区8381058处存在T/C自然等位变异位点、GmMFT在编码区在41854422 bp第三个外显子处存在A/C自然等位变异位点开发SNP/InDel分子标记,并通过2年1200份来自全国三大生态区的大豆种质资源材料进行标记验证。【结果】方差分析结果表明,GmC2-18.1^(-G)、GmSWEET39^(-Deletion)、GmST1^(-T)和GmMFT^(-A)显著增加油分含量1.72、1.95、1.58和2.06个百分点(P<0.01)。进一步对上述基因进行聚合分析,结果表明,携带GmC2-18.1^(-G)、GmSWEET39^(-Deletion)、GmST1^(-T)和GmMFT^(-A)高油等位变异类型(PFAT-1)的大豆种子平均油分含量为22.89%,相较于携有GmC2-18.1-A、GmSWEET39-Insertion、GmST1^(-C)和GmMFT-C低油等位变异类型(PFAT-14)大豆种子平均油分含量增加约4.5个百分点,对油分含量的贡献率约为21.69%。【结论】基于上述所开发标记,筛选出115份PFAT-1类型高油等位变异材料。