与大豆品质性状连锁的分子标记

本发明属于分子育种，具体涉及与大豆品质性状连锁的分子标记。

背景技术：

1、大豆种子中蛋白质含量约占干物质总重的40％左右，因此开展大豆种子蛋白质含量数量性状位点(qtl)定位和相关候选基因挖掘的工作，对了解大豆种子蛋白质代谢的遗传机制以及对大豆种子高蛋白分子育种具有重要意义。

2、由于大豆种子品质性状多属于典型的数量性状，数量性状具有易受环境影响、受多基因控制、变异呈连续性的特点且其中多为微效基因，因此，对数量性状的遗传基础进行研究相对比较困难。随着分子标记的出现，qtl定位分析成为研究数量性状的常用方法，目前，前人已定位到许多种子品质性状相关的qtl，由于与其连锁的分子标记偏远，很难实现主效qtl图位克隆和功能分析，无法应用于大豆分子育种。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种大豆品质性状qtl定位及蛋白质调控基因的筛选方法，以解决qtl定位结果不准确的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种与大豆品质性状连锁的分子标记方法，包括以下步骤：

3、s1、利用亲本杂交衍生得到f2群体，构建遗传群体；

4、s2、对遗传群体进行标记基因型检测，构建大豆的遗传连锁图谱；

5、s3、根据大豆遗传连锁图谱，对大豆的品质性状进行qtl定位；

6、s4、根据大豆品质性状的表型数据，对蛋白质含量极值株系进行筛选，构建两个极端混池，并进行bsa测序分析以及混池间豆荚发育不同阶段的rna-seq分析；

7、s5、对大豆蛋白质的qtl定位区间、bsa定位区间以及差异表达基因进行分析筛选，获得调控蛋白质表达的基因。

8、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

9、进一步，s1中的母本为长江春2号，父本为渝蜀鲜2号。

10、进一步，s2具体为：挑选出在大豆染色体上分布的ssr引物进行多态性引物的筛选，利用引物对遗传群体进行标记基因型检测，将标记位点进行遗传连锁分析，构建大豆的遗传连锁图谱。

11、进一步，s3具体为：对大豆品质性状进行qtl定位并效应检测，当lod值大于2.5时，作为存在品质性状qtl的依据。

12、进一步，品质性状为蛋白质、粗脂肪、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸的含量。

13、进一步，s3中检测到的qtl位点包括：qpro14.1、qoil01.1、qoil04.1、qoil14.2、qpa04.1、qsa01.1、qsa01.2、qsa14.2、qoa04.1、qoa06.1、qoa14.2、qla07.1、qla13.1、qlna13.2和qlna16.1。

14、本发明的有益效果为：

15、l、利用3780对简单重复序列标记(simple sequence repeats，ssr)对亲本长江春2号和渝蜀鲜2号进行引物多态性筛选，共获得493对多态性引物，多态性比例为13.04％，利用493对多态性引物和亲本重测序设计的86对indel引物对f2群体的186个单株进行基因型检测，共获得标记位点518个。对518个标记位点进行遗传连锁分析，构建了包含480个标记、总长度为2469.3cm的遗传连锁图，平均遗传距离为5.14cm。该图谱中遗传标记较多，有利于后续的精细作图，也为未来挖掘有利等位基因、探索种子蛋白质合成调控的相关机制提供了条件。在本研究中，基于4个环境的平均值，群体间蛋白质含量的变化幅度为39.44％-44.31％，说明该群体存在较大的变异。

16、2、四个环境下共定位到120个品质性状相关的qtl，其中包括16个蛋白质含量qtl、21个粗脂肪含量qtl、17个棕榈酸含量qtl、27个硬脂酸含量qtl、16个油酸含量qtl、14个亚油酸含量qtl和9个亚麻酸含量qtl，所有qtl的lod值范围为3.00-8.08，单个qtl解释了6.20％-18.10％的表型变异率。利用本发明方法鉴定的qtl与已发表的大豆品质性状相关的qtl结果相同，表明这些qtl的准确性。其中定位到的15个qtl能够在两个环境中被检测到，分别是qpro14.1、qoil01.1、qoil04.1、qoil14.2、qpa04.1、qsa01.1、qsa01.2、qsa14.2、qoa04.1、qoa06.1、qoa14.2、qla07.1、qla13.1、qlna13.2和qlna16.1。这些qtl被鉴定为稳定的qtl，可为进一步探索控制种子品质性状的基因提供一定的参考。

17、3、基于f2:3和f2:4群体表型数据分析，构建高蛋白质和低蛋白质含量极端混池，对两个混池进行bsa-seq分析。在置信度0.99时，euclidean distance和snp-index算法最终获得4个候选区域，位于第1、11和14染色体上，其中候选区域内共注释到507个基因，其中在亲本之间共注释到130个非同义突变基因，16个移码突变基因。

18、4、在进行bsa-seq分析的基础上，对两个混池开花后20天、30天和40天，三个发育时期的样品进行转录组测序，结合qtl定位、bsa测序、转录组测序结果，以及基因共表达网络分析、籽粒蛋白质合成代谢相关通路和功能注释分析，最终筛选并验证9个候选基因，分别是glyma.01g177000、glyma.01g173300、glyma.14g186900、glyma.11g123300、glyma.11g123400、glyma.01g182200、glyma.14g184900、glyma.01g191600和glyma.14g183000，其中glyma.14g184900是qtl定位、bsa测序及转录组测序三个途径共有的基因，值得重点关注。基因表达量验证结果表明：qrt-pcr结果和rna-seq分析获得的基因表达量的变化趋势较为一致，这些基因可能参与蛋白质合成代谢过程。

技术特征：

1.一种与大豆品质性状连锁的分子标记方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的与大豆品质性状连锁的分子标记方法，其特征在于，所述s1中的母本为长江春2号，父本为渝蜀鲜2号。

3.根据权利要求1所述的与大豆品质性状连锁的分子标记方法，其特征在于，所述s2具体为：挑选出在大豆染色体上分布的ssr引物进行多态性引物的筛选，利用筛选的引物对遗传群体进行标记基因型检测，将标记位点进行遗传连锁分析，构建大豆的遗传连锁图谱。

4.根据权利要求1所述的与大豆品质性状连锁的分子标记方法，其特征在于，所述s3具体为：对大豆的品质性状进行qtl定位并效应检测，当lod值大于2.5时，作为存在品质性状qtl的依据。

5.根据权利要求1或4所述的与大豆品质性状连锁的分子标记方法，其特征在于，所述品质性状为蛋白质、粗脂肪、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸的含量。

6.根据权利要求1或4所述的与大豆品质性状连锁的分子标记方法，其特征在于，所述s3中检测到的qtl位点包括：qpro14.1、qoil01.1、qoil04.1、qoil14.2、qpa04.1、qsa01.1、qsa01.2、qsa14.2、qoa04.1、qoa06.1、qoa14.2、qla07.1、qla13.1、qlna13.2和qlna16.1。

技术总结
本发明公开了与大豆品质性状连锁的分子标记，属于分子育种技术领域。本发明以长江春2号为母本、渝蜀鲜2号为父本杂交衍生的F<subgt;2</subgt;群体为实验材料，在构建大豆遗传连锁图谱的基础上，对蛋白质、粗脂肪和脂肪酸含量等7个品质性状进行QTL定位分析，并结合BSA和转录组测序分析，挖掘控制蛋白质含量的基因，为大豆种子蛋白质含量QTL的图位克隆和功能验证奠定基础。

技术研发人员：张建,易泽林,罗明,方小梅,丁梦琦,徐凡,阎星颖
受保护的技术使用者：西南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/11/4