基于大豆导入系群体结瘤相关性状QTL定位及基因挖掘

• 作者: 刘函西 刘春燕 吕浩 孙志君 文莹楠 王洁琦 王锦辉 蔡英博 辛大伟 陈庆山
• 来源期刊: 中国油料作物学报
• 学科: 农学
• 关键词: 大豆 导入系 根瘤菌 QTL定位 GmHIR基因
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 专题栏目·大豆回交导入系
• 页码范围: 25-36
• 页数: 12页
• 分类号: S565.1
• 字数: 6669字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19802/j.issn.1007-9084.2020022

摘要

氮元素是植物生长所需的重要营养元素之一,生物固氮是大豆生长所需氮元素的重要来源.本实验室以绥农14为母本,野生豆ZYD00006为父本构建一套覆盖野生大豆全基因组的导入系群体.基于大豆导入系群体对结瘤数目和干重进行QTL定位,定位到3个QTL与根瘤干重相关,分布在N、M和D2这3个连锁群上,定位到5个QTL与根瘤数相关,分布在K、F、J和D2这4个连锁群上,在D2连锁群这两个性状有重叠区段(7.20-7.79Mb).针对这个重叠区段的63个基因进行基因注释,选择到6个与共生、抗病相关的基因作为候选基因进行下一步验证.qRT-PCR分析表明根瘤菌侵染期间Glyma.17G097000基因表达模式与对照相比差异很大.Glyma.17G097000属于GmHIR基因家族,在大豆基因组中发现了11个家族成员.GmHIR家族基因结构相似性很高,基因表达有组织特异性.大豆HIR蛋白有Stomatins和Prohibitin两个结构域,能够参与离子通道调节等生理过程,与植物抗病和细胞周期有关.GmHIR基因来源于四个祖先,进化过程中是高度保守的.对GmHIR基因家族11个成员qRT-PCR检测,结果显示根瘤菌感染期间Glyma.05G029800、Glyma.09G154400和Glyma.17G097000这三个基因与对照相比表达模式差异较大.结果表明这三个基因可能在大豆共生体系建立中起着重要的作用,参与根瘤菌与大豆共生体系建立过程中的离子通道调节和免疫反应.本研究为大豆-根瘤菌共生机制研究奠定基础并提供有效候选基因.