大豆含硫氨基酸相关酶基因发掘

大豆(Glycine max)含硫氨基酸合成途径中的酶基因是含硫氨基酸组分的重要调控基因,发掘相关酶基因对高含硫氨基酸分子育种具有重要意义。文章采用大豆物理与遗传整合图谱,通过BioMercator2.1将113个含硫氨基酸合成途径酶基因及33个控制含硫氨基酸含量的QTL整合到遗传图谱Consensus Map 4.0上,依据酶基因位点与QTL的一致性以及QTL的效应值,初步筛选到16个与含硫氨基酸合成相关的候选基因。通过生物信息学方法对候选基因进行拷贝数、SNP、表达谱等分析,鉴定到12个相关酶基因,分别位于D1a、M、A2、K和G等8个连锁群上。生物信息学分析显示这些基因所在QTL可解释含硫氨基酸遗传变异的6.0%~38.5%,其中9个基因的间接效应值超过10%。12个相关酶基因参与含硫氨基酸代谢的重要途径,且多在子叶、花中高丰度表达,存在丰富的SNP。这些基因可作为候选基因进行功能标记开发,将为大豆分子设计育种奠定基础。     

大豆蛋白含量新位点qPRO-19-1的定位

大豆是重要的粮食作物和经济作物,其籽粒蛋白约为40%,是植物蛋白的重要来源之一。国产大豆主要用于食用,提高大豆蛋白含量是主要的育种目标。因此,发掘大豆蛋白含量相关基因,对开发分子标记并培育高蛋白食用大豆具有重要意义。本研究以低蛋白大豆品种中黄35为母本,以源自日本的高蛋白大豆十胜长叶为父本,构建了重组自交系(RIL,recombination inbred lines)群体。利用集群分离分析法(BSA,bulked segregant analysis)在3条染色体筛选出9个与蛋白含量相关的SSR标记,其中位于19号染色体的QTL尚未见报道。进一步利用完备区间作图法(ICIM-ADD)分析RIL群体F_2:15和F_2:16,在19号染色体重复定位了1个蛋白质含量相关QTL qPRO-19-1,位于分子标记SSR_19_38和SSR_19_59之间,LOD值分别为3.43和3.98,贡献率分别为7.81%和14.87%,高蛋白等位基因来自于高蛋白亲本十胜长叶。qPRO-19-1的定位区间长度为385 kb,共有注释基因36个。本研究定位了蛋白质含量相关的新位点qPRO-19-1,为大豆高蛋白基因的图位克隆及分子标记育种奠定了基础。     

高纬度地区大豆蛋白含量及氨基酸组分的表型鉴定与聚类分析

对国内外高纬度地区的240份大豆种质资源的蛋白及16个氨基酸组分进行测定,通过遗传多样性、因子和聚类分析,进行了表型鉴定及基因型分类。结果表明,供试大豆种质蛋白及氨基酸组分变异较丰富,遗传多样性程度较高。根据因子分析,将筛选到的3个公因子进行聚类分析,可将供试种质资源分为7类。蛋白含量从高到低的顺序为类群Ⅶ>类群Ⅵ>类群Ⅴ>类群Ⅱ>类群Ⅰ>类群Ⅲ>类群Ⅳ。12个氨基酸组分的变化趋势与蛋白一致。类群Ⅶ和类群Ⅵ为高蛋白遗传群体,可作为高蛋白基因聚合育种的亲本材料。通过前期分析,筛选到24份高蛋氨酸资源,包括有公野04L-141、龙品03-311、Proto、和龙油太、猫眼豆、茶色豆、紫花2号、东农48等,可为高蛋氨酸种质创新提供材料基础。