【摘要】：異黃酮不僅參與調(diào)控植物的生長發(fā)育和逆境防御過程,同時在保護(hù)人體健康方面發(fā)揮著重要的作用。大豆是天然異黃酮的主要來源,為了滿足市場對大豆異黃酮的需求,高異黃酮含量的大豆品種選育成為育種人員的重要目標(biāo)之一。因此,本研究于2015、2016年在哈爾濱,長春和沈陽3個地點對180份大豆種質(zhì)資源的異黃酮及其組分大豆黃素、黃豆黃素、染料木素含量進(jìn)行評價,并利用高密度SNP圖譜進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析,挖掘不同環(huán)境下大豆異黃酮組分性狀的遺傳位點、預(yù)測控制異黃酮組分含量的優(yōu)異等位基因,并對候選基因進(jìn)行克隆及功能的初步研究。為選育優(yōu)質(zhì)大豆新品種提供理論依據(jù)。研究結(jié)果如下:1.多環(huán)境大豆種質(zhì)資源籽粒異黃酮含量的測定與分析大豆異黃酮組分含量在不同地點、不同年份的表型值均表現(xiàn)為連續(xù)單峰分布,基本符合正態(tài)分布特點;在不同環(huán)境下3種異黃酮組分的變異系數(shù)大小受環(huán)境、年份影響較小;總異黃酮與大豆黃素、黃豆黃素、染料木黃素間呈極顯著正相關(guān);高異黃酮品種中豆27和低異黃酮品種九農(nóng)20的異黃酮3種組分積累量增減幅度各有差異,但在不同品種間異黃酮動態(tài)積累變化趨勢基本一致。2.大豆種質(zhì)資源籽�？偖慄S酮及其組分含量的全基因組關(guān)聯(lián)分析共檢測到了244個與異黃酮含量相關(guān)的SNP位點,位于8號染色體上的SNP位點rs42031764同時控制總異黃酮和大豆黃素含量,并且在多個試驗點重復(fù)檢測到,是控制大豆異黃酮含量的重要位點;選取與關(guān)聯(lián)位點距離小于20Kb的14個候選基因,其中候選基因Glyma.08G309500和Glyma.08G310300表達(dá)量模式在中豆27和九農(nóng)20的差異較大,基因注釋分別為蛋白激酶和鋅指結(jié)構(gòu),推測這2個基因可能參與異黃酮的合成。3.候選基因Glyma.08G309500和Glyma.08G310300初步功能鑒定轉(zhuǎn)Glyma.08G309500基因過表達(dá)根中異黃酮含量顯著高于野生型對照,轉(zhuǎn)Glyma.08G310300基因過表達(dá)根中異黃酮含量與對照相比差異不顯著,推測候選基因Glyma.08G309500具有提高大豆異黃酮含量的功能;且轉(zhuǎn)Glyma.08G309500基因敲除靶點的毛狀根中異黃酮含量顯著低于對照,轉(zhuǎn)Glyma.08G310300基因敲除靶點的毛狀根中異黃酮含量與對照差異不顯著,進(jìn)一步明確Glyma.08G309500基因可能參與大豆異黃酮的合成過程。4.Gm MPK20-6基因功能鑒定根據(jù)基因序列比對,Glyma.08G309500基因與擬南芥At MPK20基因同源性較高,因此,將Glyma.08G309500基因命名為Gm MPK20-6基因,生物信息學(xué)預(yù)測發(fā)現(xiàn)Gm MPK20-6基因與逆境和胚乳合成有關(guān)。通過根癌農(nóng)桿菌子葉節(jié)法轉(zhuǎn)化大豆受體東農(nóng)50,得到3個T3代轉(zhuǎn)基因穩(wěn)定株系,3個轉(zhuǎn)基因株系籽粒的總異黃酮含量、大豆黃素、染料木素均極顯著高于對照組,說明Gm MPK20-6基因在大豆籽粒異黃酮合成中起到正調(diào)控作用;3個轉(zhuǎn)基因株系抗病性明顯高于對照,推測Gm MPK20-6基因可能通過調(diào)控異黃酮含量來提高大豆對生物脅迫的抗性。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S565.1
【圖文】：

標(biāo)準(zhǔn)樣品 供試樣品Standard sample Testing samples圖 2-1 大豆異黃酮高效液相色譜圖Fig. 2-1 HPLC chromatograms of soybean isoflavone content外標(biāo)法測定并計算供試樣品中異黃酮各組分含量，供試樣品色譜圖（如 個峰的保留時間是 8.3 min，第 2 個峰的保留時間是 9.8 min，第 3 個 12.4 min，經(jīng)與標(biāo)準(zhǔn)樣品峰型保留時間比較，供試樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品的峰吻合，即色譜圖中 3峰型依次分別大豆黃素、黃豆黃素和染料木黃素。種質(zhì)資源總異黃酮和其組分的表型值分布特點 2015 年和 2016 年分別種植在哈爾濱市、長春市、沈陽市 3 個試驗點質(zhì)資源異黃酮組分進(jìn)行測定，并分析其表型值分布情況，由直方圖（圖以看出，由 180 份種質(zhì)資源組成的自然群體在大豆種子大豆黃素、黃木黃素和總異黃酮組分四個性狀均呈連續(xù)單峰分布，基本符合正態(tài)分布

圖 2-2：2015年 3個試驗點大豆籽�？偖慄S酮及大豆黃素、黃豆黃素、染料木素含量分Fig.2-2 Distribution of total isoflavone anddaidzein, genistein and glycitein in 180 soybean seedthree experimental sites in 2015

圖 2-3：2016年 3個試驗點大豆籽�？偖慄S酮及大豆黃素、黃豆黃素、染料木素含量分布Fig.2-3 Distribution of total isoflavone and daidzein, genistein and glycitein in 180 soybean seeds atthree experimental sites in 2016.3 大豆種質(zhì)資源異黃酮組分的變異比較對 6 個測試環(huán)境（2015 和 2016 年哈爾濱、長春和沈陽試驗點）獲得的 180 份大豆資源異黃酮 3 種組分及總異黃酮進(jìn)行了變異分析可知（表 2-2）。3 種主要異黃酮由高到低依次為染料木素、大豆黃素、黃豆黃素，該趨勢在不同地點、不同年不同品種間保持不變。從各試驗地點分析結(jié)果表明，3 種異黃酮組分的變異系數(shù)在地點呈現(xiàn)相同的變化趨勢，即大豆素的變異系數(shù)最高，其次為染料木素，變異系數(shù)的黃豆黃素，在不同環(huán)境下 3 種異黃酮組分的變異范圍差異較小，變異系數(shù)大小境、年份影響較小。在 6 個測試環(huán)境條件下，發(fā)現(xiàn)黃豆黃素，3 個地點的均值較為接近；對于大豆黃素料木素而言，在哈爾濱試驗點大豆黃素和染料木素含量相對較高，而沈陽試驗點

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2804678