摘要
大豆是喜磷作物,缺磷会影响大豆正常生长发育,使大豆产量下降。大豆的单株粒重为数量性状,是鉴定大豆耐低磷性的重要指标,目前多数研究还处于QTL定位阶段,因而发掘出更多调控基因和优异等位变异,对促进大豆耐低磷性调控机制的解析及育种利用尤为重要。本研究利用395份大豆种质资源,以低磷处理下单株粒重和相对单株粒重作为耐低磷性状鉴定指标,结合高密度SNP标记进行全基因组关联分析并初步预测候选基因。结果表明不同大豆种质的耐低磷性差异明显, 常磷处理下单株粒重分布范围为0.49~14.43 g、低磷处理下单株粒重分布范围为0.05~5.35 g、相对单株粒重分布范围为0.04~0.98,三者变异系数均高于50%。通过聚类分析筛选出压破车 (ZDD00219)、采种圃(ZDD00163)等4份地方种质和金元1(ZDD00383)、吉育48(ZDD23714)等16份选育种质为磷高效大豆种质。全基因组关联分析共鉴定出32个与大豆耐低磷性显著相关的SNP位点,其中低磷处理下单株粒重相关的SNP位点23个,相对单株粒重相关的SNP位点9个。经LD block分析得到候选基因2个,分别是在根中特异性表达WRKY DNA结合域相关的基因和在根毛中特异性表达磷酸吡哆醛磷酸酶相关的基因。
大豆[Glycine max (L.) Merr.]是重要的粮油作物,在世界经济发展中起着重要的作
全基因组关联分析(GWAS, genome-wide associated study)是正向遗传学中鉴定基因最常用和最有效的方法之
迄今,有关大豆耐低磷的基因发掘研究报道较少,尚不能满足育种需求,本研究利用395份大豆种质资源,筛选磷高效大豆种质。利用GWAS分析,挖掘种质资源中控制大豆耐低磷性相关基因位点,为大豆耐低磷性相关基因的克隆及遗传研究奠定基础。
试验所用的395份大豆种质资源包含地方大豆种质139份和选育大豆种质256份(
序号 No. | 种质编号 Number | 种质名称 Name | 类型 Type | 低磷单株粒重(g) LP grain weight | 相对单株粒重 Relative grain weight | 序号 No. | 种质编号 Number | 种质名称 Name | 类型 Type | 低磷单株粒重(g) LP grain weight | 相对单株粒重 Relative grain weight | |
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1 | ZDD23713 | 吉育47 | 选育 | 0.59 | 0.25 | 199 | 18NQ1714 | 绥农30 | 选育 | 1.67 | 0.35 | |
2 | ZDD00023 | 东农4 | 选育 | 1.18 | 0.14 | 200 | 18NQ1715 | 合农60 | 选育 | 1.81 | 0.37 | |
3 | ZDD00025 | 丰收1 | 选育 | 1.19 | 0.21 | 201 | 18NQ1716 | 抗线9 | 选育 | 0.05 | 0.05 | |
4 | ZDD00042 | 黑河3 | 选育 | 1.56 | 0.37 | 202 | 18NQ1717 | 吉原引3号 | 选育 | 0.65 | 0.15 | |
5 | ZDD00043 | 黑河51 | 选育 | 1.37 | 0.36 | 203 | 18NQ1718 | 绥农4号 | 选育 | 1.31 | 0.76 | |
6 | ZDD00059 | 牡丰1 | 选育 | 1.01 | 0.28 | 204 | 18NQ1719 | 绥08-5331 | 选育 | 1.24 | 0.42 | |
7 | ZDD00078 | 满仓金 | 地方 | 1.44 | 0.22 | 205 | 18NQ1720 | 绥08-5356 | 选育 | 0.91 | 0.22 | |
8 | ZDD00079 | 元宝金 | 地方 | 1.50 | 0.27 | 206 | 18NQ1721 | 合丰48 | 选育 | 0.21 | 0.10 | |
9 | ZDD00081 | 荆山扑 | 选育 | 1.45 | 0.62 | 207 | 18NQ1722 | 北疆193 | 选育 | 0.94 | 0.21 | |
10 | ZDD00127 | 毛豆 | 地方 | 1.12 | 0.38 | 208 | 18NQ1723 | 引北安 | 选育 | 1.11 | 0.32 | |
11 | ZDD00163 | 采种圃 | 地方 | 3.08 | 0.79 | 209 | 18NQ1724 | 北疆08-280 | 选育 | 1.41 | 0.43 | |
12 | ZDD00219 | 压破车 | 地方 | 2.86 | 0.84 | 210 | 18NQ1725 | 合05648 | 选育 | 0.96 | 0.30 | |
13 | ZDD00250 | 白毛霜 | 地方 | 1.10 | 0.52 | 211 | 18NQ1726 | 北疆05-38 | 选育 | 0.99 | 0.30 | |
14 | ZDD00252 | 六十天还家 | 地方 | 1.74 | 0.52 | 212 | 18NQ1728 | 华疆4403 | 选育 | 1.21 | 0.28 | |
15 | ZDD00261 | 海伦嘟噜豆 | 地方 | 0.99 | 0.26 | 213 | 18NQ1729 | 疆丰23-3412 | 选育 | 1.51 | 0.52 | |
16 | ZDD00267 | 小白豆 | 地方 | 1.51 | 0.35 | 214 | 18NQ1730 | 甘248 | 选育 | 0.60 | 0.21 | |
17 | ZDD00269 | 桦南小金豆 | 地方 | 0.65 | 0.15 | 215 | 18NQ1731 | 1358 | 选育 | 3.48 | 0.73 | |
18 | ZDD00303 | 绿瓤黑豆 | 地方 | 1.91 | 0.66 | 216 | 18NQ1732 | 2488 | 选育 | 0.91 | 0.50 | |
19 | ZDD00326 | 方正秣食豆 | 地方 | 0.98 | 0.38 | 217 | 18NQ1733 | 呼交282 | 选育 | 1.56 | 0.27 | |
20 | ZDD00338 | 吉林3 | 选育 | 1.22 | 0.22 | 218 | 18NQ1736 | 绥农31 | 选育 | 0.94 | 0.21 | |
21 | ZDD00375 | 小金黄1 | 选育 | 1.35 | 0.50 | 219 | 18NQ1742 | 丰收10号 | 选育 | 1.01 | 0.25 | |
22 | ZDD00377 | 丰地黄 | 地方 | 4.44 | 0.43 | 220 | 18NQ1743 | 北豆43 | 选育 | 1.29 | 0.54 | |
23 | ZDD00383 | 金元1 | 选育 | 3.25 | 0.81 | 221 | 18NQ1745 | 北见长叶 | 选育 | 0.93 | 0.16 | |
24 | ZDD00393 | 哈1 | 选育 | 0.54 | 0.14 | 222 | 18NQ1791 | 合丰38 | 选育 | 2.47 | 0.24 | |
25 | ZDD00485 | 嘟噜梅 | 地方 | 1.02 | 0.21 | 223 | 18NQ1792 | 合丰39 | 选育 | 1.25 | 0.19 | |
26 | ZDD00532 | 小白脐 | 地方 | 1.25 | 0.28 | 224 | 18NQ1793 | 合丰41 | 选育 | 1.36 | 0.25 | |
27 | ZDD00548 | 珲春豆 | 地方 | 0.66 | 0.29 | 225 | 18NQ1794 | 合丰42 | 选育 | 1.59 | 0.54 | |
28 | ZDD00554 | 蛟河紫花1 | 地方 | 0.36 | 0.12 | 226 | 18NQ1795 | 合丰43 | 选育 | 0.93 | 0.15 | |
29 | ZDD00569 | 蓝脐 | 地方 | 1.10 | 0.12 | 227 | 18NQ1796 | 合丰44 | 选育 | 0.88 | 0.15 | |
30 | ZDD00604 | 舒兰满仓金 | 地方 | 1.68 | 0.18 | 228 | 18NQ1797 | 合丰46 | 选育 | 0.99 | 0.37 | |
31 | ZDD00651 | 大红脐 | 地方 | 1.07 | 0.26 | 229 | 18NQ1798 | 合丰47 | 选育 | 1.35 | 0.25 | |
32 | ZDD00674 | 青杂豆 | 地方 | 1.18 | 0.13 | 230 | 18NQ1799 | 合丰48 | 选育 | 1.56 | 0.56 | |
33 | ZDD00686 | 黑豆 | 地方 | 1.47 | 0.66 | 231 | 18NQ1800 | 合丰49 | 选育 | 0.55 | 0.15 | |
34 | ZDD00691 | 黑大豆 | 地方 | 1.86 | 0.41 | 232 | 18NQ1801 | 合丰50 | 选育 | 1.74 | 0.41 | |
35 | ZDD00717 | 黑秣豆 | 地方 | 1.57 | 0.29 | 233 | 18NQ1802 | 合丰51 | 选育 | 1.11 | 0.28 | |
36 | ZDD06824 | 合丰26 | 选育 | 0.69 | 0.47 | 234 | 18NQ1803 | 合丰52 | 选育 | 1.03 | 0.19 | |
37 | ZDD06836 | 绥农6 | 选育 | 0.97 | 0.51 | 235 | 18NQ1804 | 合丰53 | 选育 | 1.38 | 0.26 | |
38 | ZDD06936 | 四粒黄 | 地方 | 1.50 | 0.39 | 236 | 18NQ1806 | 合丰55 | 选育 | 1.09 | 0.18 | |
39 | ZDD07010 | 涝洲白脐大豆 | 地方 | 1.07 | 0.20 | 237 | 18NQ1807 | 合丰56 | 选育 | 2.73 | 0.59 | |
40 | ZDD07024 | 永丰豆 | 地方 | 1.26 | 0.40 | 238 | 18NQ1808 | 合丰57 | 选育 | 1.20 | 0.22 | |
41 | ZDD07186 | 宾县黑豆 | 地方 | 0.86 | 0.64 | 239 | 18NQ1809 | 合农58 | 选育 | 0.59 | 0.25 | |
42 | ZDD07191 | 佳黑秣食豆 | 地方 | 1.39 | 0.37 | 240 | 18NQ1810 | 合农60 | 选育 | 1.23 | 0.23 | |
43 | ZDD07197 | 褐大豆 | 地方 | 1.07 | 0.22 | 241 | 18NQ1811 | 合农61 | 选育 | 1.57 | 0.29 | |
44 | ZDD07244 | 争光1 | 选育 | 1.44 | 0.43 | 242 | 18NQ1812 | 合农62 | 选育 | 1.24 | 0.73 | |
45 | ZDD07273 | 扶余嘟噜豆 | 地方 | 0.58 | 0.14 | 243 | 18NQ1814 | 合农64 | 选育 | 1.10 | 0.97 | |
46 | ZDD07307 | 九台薄地高 | 地方 | 1.47 | 0.40 | 244 | 18NQ1815 | 合农65 | 选育 | 1.31 | 0.40 | |
47 | ZDD07353 | 汪清神仙洞 | 地方 | 1.64 | 0.42 | 245 | 18NQ1816 | 合农66 | 选育 | 1.27 | 0.50 | |
48 | ZDD07391 | 盘石豆 | 地方 | 0.47 | 0.15 | 246 | 18NQ1817 | 合农67 | 选育 | 0.88 | 0.28 | |
49 | ZDD07502 | 乾安小黄豆 | 地方 | 0.90 | 0.16 | 247 | 18NQ1818 | 合农68 | 选育 | 0.95 | 0.18 | |
50 | ZDD07522 | 辉南青皮豆 | 地方 | 0.57 | 0.12 | 248 | 18NQ1819 | 合农69 | 选育 | 1.12 | 0.21 | |
51 | ZDD07540 | 农安酱色豆 | 地方 | 0.70 | 0.10 | 249 | 18NQ1820 | 合农70 | 选育 | 1.41 | 0.39 | |
52 | ZDD17668 | 黑河5 | 选育 | 0.51 | 0.34 | 250 | 18NQ1821 | 合农71 | 选育 | 0.99 | 0.15 | |
53 | ZDD17669 | 黑河6 | 选育 | 0.73 | 0.17 | 251 | 18NQ1822 | 合农75 | 选育 | 1.92 | 0.51 | |
54 | ZDD17686 | 合丰29 | 选育 | 0.88 | 0.28 | 252 | 18NQ1823 | 合农76 | 选育 | 0.82 | 0.26 | |
55 | ZDD17713 | 东农47-1C | 选育 | 0.79 | 0.47 | 253 | 18NQ1824 | 合农92 | 选育 | 1.19 | 0.30 | |
56 | ZDD17728 | 黑河101 | 选育 | 1.05 | 0.37 | 254 | 18NQ1825 | 合农95 | 选育 | 1.22 | 0.30 | |
57 | ZDD17882 | 吉林小粒1 | 选育 | 0.40 | 0.17 | 255 | 18NQ1826 | 合农97 | 选育 | 1.27 | 0.34 | |
58 | ZDD22643 | 东农42 | 选育 | 0.67 | 0.17 | 256 | 18NQ1827 | 绥农4号 | 选育 | 0.82 | 0.24 | |
59 | ZDD22657 | 合丰35 | 选育 | 0.91 | 0.32 | 257 | 18NQ1828 | 绥恢1号 | 选育 | 0.45 | 0.08 | |
60 | ZDD22660 | 黑河10 | 选育 | 1.78 | 0.65 | 258 | 18NQ1829 | 绥农10号 | 选育 | 0.94 | 0.20 | |
61 | ZDD22662 | 黑河12 | 选育 | 1.08 | 0.27 | 259 | 18NQ1830 | 绥农11 | 选育 | 4.02 | 0.80 | |
62 | ZDD22665 | 黑河15 | 选育 | 1.49 | 0.48 | 260 | 18NQ1832 | 绥农22 | 选育 | 1.64 | 0.72 | |
63 | ZDD23602 | 合丰40 | 选育 | 1.05 | 0.22 | 261 | 18NQ1833 | 绥农23 | 选育 | 1.68 | 0.33 | |
64 | ZDD23604 | 合丰42 | 选育 | 1.20 | 0.33 | 262 | 18NQ1834 | 绥农26 | 选育 | 0.56 | 0.09 | |
65 | ZDD23615 | 合丰47 | 选育 | 0.78 | 0.56 | 263 | 18NQ1835 | 绥农28 | 选育 | 0.69 | 0.13 | |
66 | ZDD23632 | 黑河30 | 选育 | 1.51 | 0.46 | 264 | 18NQ1836 | 绥农35 | 选育 | 1.53 | 0.18 | |
67 | ZDD23633 | 黑河31 | 选育 | 0.96 | 0.42 | 265 | 18NQ1837 | 绥农36 | 选育 | 1.05 | 0.08 | |
68 | ZDD23650 | 北疆1 | 选育 | 0.90 | 0.22 | 266 | 18NQ1838 | 绥农43 | 选育 | 0.88 | 0.20 | |
69 | ZDD23684 | 绥农20 | 选育 | 1.98 | 0.83 | 267 | 18NQ1839 | 绥农48 | 选育 | 0.82 | 0.53 | |
70 | ZDD23714 | 吉育48 | 选育 | 3.79 | 0.46 | 268 | 18NQ1840 | 绥农49 | 选育 | 0.89 | 0.38 | |
71 | ZDD23732 | 吉育67 | 选育 | 1.39 | 0.33 | 269 | 18NQ1841 | 绥农52 | 选育 | 0.75 | 0.22 | |
72 | ZDD24318 | 黑河35 | 选育 | 1.19 | 0.38 | 270 | 18NQ1842 | 绥农53 | 选育 | 0.48 | 0.09 | |
73 | ZDD24319 | 黑河37 | 选育 | 0.51 | 0.22 | 271 | 18NQ1844 | 绥农58 | 选育 | 1.68 | 0.35 | |
74 | ZDD24320 | 黑河38 | 选育 | 0.96 | 0.43 | 272 | 18NQ1845 | 绥农68 | 选育 | 1.33 | 0.35 | |
75 | ZDD24321 | 黑河39 | 选育 | 1.73 | 0.53 | 273 | 18NQ1848 | 绥农75 | 选育 | 1.28 | 0.21 | |
76 | ZDD24323 | 黑河41 | 选育 | 1.24 | 0.96 | 274 | 18NQ1849 | 绥农76 | 选育 | 0.83 | 0.17 | |
77 | ZDD24324 | 黑河42 | 选育 | 1.47 | 0.33 | 275 | 18NQ1850 | 绥农79 | 选育 | 0.91 | 0.29 | |
78 | ZDD24329 | 黑河50 | 选育 | 0.90 | 0.22 | 276 | 18NQ1851 | 绥农8 | 选育 | 0.73 | 0.13 | |
79 | ZDD24362 | 北豆5 | 选育 | 0.89 | 0.14 | 277 | 18NQ1853 | 绥农83 | 选育 | 0.42 | 0.13 | |
80 | ZDD24374 | 合丰50 | 选育 | 1.27 | 0.20 | 278 | 18NQ1854 | 绥农88 | 选育 | 0.53 | 0.31 | |
81 | ZDD24376 | 合丰52 | 选育 | 2.83 | 0.72 | 279 | 18NQ1855 | 绥无腥豆3号 | 选育 | 1.07 | 0.41 | |
82 | ZDD24378 | 合丰55 | 选育 | 1.27 | 0.24 | 280 | 18NQ1856 | 绥中作40 | 选育 | 0.55 | 0.15 | |
83 | ZDD24399 | 绥农26 | 选育 | 0.51 | 0.08 | 281 | ZDD10270 | 小黑豆 | 地方 | 0.88 | 0.23 | |
84 | ZDD24401 | 绥农28 | 选育 | 2.40 | 0.43 | 282 | ZDD11092 | 油黄豆 | 地方 | 1.23 | 0.21 | |
85 | ZDD24424 | 东农50 | 选育 | 0.56 | 0.10 | 283 | ZDD02114 | 天鹅蛋 | 地方 | 1.24 | 0.35 | |
86 | ZDD24500 | 吉农22 | 选育 | 1.25 | 0.19 | 284 | ZDD19579 | 绿黄豆 | 地方 | 1.16 | 0.31 | |
87 | 18NQ0433 | 东农42A | 选育 | 1.05 | 0.16 | 285 | ZDD01629 | 白脐大豌豆 | 地方 | 0.76 | 0.16 | |
88 | 18NQ0434 | 东农42C | 选育 | 0.74 | 0.08 | 286 | ZDD02159 | 大黑豆 | 地方 | 0.53 | 0.46 | |
89 | 18NQ0435 | 东农42E | 选育 | 1.24 | 0.25 | 287 | ZDD02400 | 夏黑豆 | 地方 | 0.41 | 0.26 | |
90 | ZDD24328 | 黑河49 | 选育 | 0.94 | 0.56 | 288 | ZDD08190 | 样田小黄豆 | 地方 | 0.93 | 0.13 | |
91 | ZDD24316 | 黑河33 | 选育 | 0.48 | 0.21 | 289 | ZDD08238 | 赤城绿黄豆 | 地方 | 3.91 | 0.66 | |
92 | ZDD24325 | 黑河43 | 选育 | 0.85 | 0.18 | 290 | ZDD08251 | 大屯小黑豆 | 地方 | 0.82 | 0.36 | |
93 | ZDD23620 | 黑河18 | 选育 | 0.97 | 0.85 | 291 | ZDD08650 | 黄豆<2> | 地方 | 2.07 | 0.37 | |
94 | ZDD31000 | 辽豆24 | 选育 | 5.35 | 0.73 | 292 | ZDD08928 | 六十日白豆 | 地方 | 0.76 | 0.31 | |
95 | 18NQ0447 | 辽豆32 | 选育 | 2.59 | 0.24 | 293 | ZDD18524 | 下台子磨石豆 | 地方 | 0.87 | 0.19 | |
96 | 18NQ0448 | 辽豆37 | 选育 | 1.72 | 0.18 | 294 | ZDD19027 | 绿皮黄豆 | 地方 | 1.28 | 0.20 | |
97 | 18NQ0450 | 辽10Q015 | 选育 | 1.61 | 0.23 | 295 | ZDD01983 | 白皮黄豆 | 地方 | 1.39 | 0.27 | |
98 | 18NQ0451 | 辽0913 | 选育 | 1.08 | 0.38 | 296 | ZDD08120 | 倪丁花眉豆 | 地方 | 1.47 | 0.20 | |
99 | 18NQ0452 | 辽08012 | 选育 | 3.61 | 0.48 | 297 | ZDD02096 | 天鹅蛋 | 地方 | 0.71 | 0.14 | |
100 | 18NQ0453 | 辽08024 | 选育 | 1.84 | 0.21 | 298 | ZDD08603 | 小黄豆 | 地方 | 1.04 | 0.81 | |
101 | 18NQ0458 | 吉育105 | 选育 | 0.86 | 0.40 | 299 | ZDD10186 | 早熟黄豆 | 地方 | 0.54 | 0.15 | |
102 | 18NQ0459 | 吉育108 | 选育 | 0.36 | 0.09 | 300 | ZDD10252 | 小黑豆 | 地方 | 1.39 | 0.98 | |
103 | 18NQ0460 | 吉育109 | 选育 | 0.82 | 0.28 | 301 | ZDD01612 | 兔儿眼 | 地方 | 1.32 | 0.23 | |
104 | ZDD24477 | 吉育101 | 选育 | 0.79 | 0.16 | 302 | ZDD08228 | 南关小皮青 | 地方 | 0.52 | 0.11 | |
105 | 18NQ0463 | 吉育86 | 选育 | 0.53 | 0.22 | 303 | ZDD10359 | 老黑豆 | 地方 | 1.18 | 0.27 | |
106 | 18NQ0464 | 吉育404 | 选育 | 2.47 | 0.57 | 304 | ZDD00603 | 长春满仓金 | 地方 | 1.22 | 0.24 | |
107 | 18NQ0465 | 吉育406 | 选育 | 2.44 | 0.50 | 305 | ZDD01402 | 大粒黑豆 | 地方 | 0.90 | 0.28 | |
108 | 18NQ0466 | 吉育302 | 选育 | 1.44 | 0.44 | 306 | ZDD07623 | 吉林茶里花 | 地方 | 0.34 | 0.57 | |
109 | 18NQ0467 | 吉育204 | 选育 | 1.49 | 0.23 | 307 | ZDD00709 | 黑秣食豆 | 地方 | 0.86 | 0.27 | |
110 | 18NQ0481 | 哈13-2089 | 选育 | 1.42 | 0.50 | 308 | ZDD00854 | 锦州4-1 | 选育 | 1.20 | 0.28 | |
111 | 18NQ0482 | 哈13-2413 | 选育 | 1.17 | 0.22 | 309 | ZDD00076 | 绥农1号 | 选育 | 1.35 | 0.37 | |
112 | 18NQ0483 | 哈13-2958 | 选育 | 1.69 | 0.37 | 310 | ZDD01169 | 牛毛黄 | 地方 | 0.95 | 0.19 | |
113 | 18NQ0484 | 哈14-2028 | 选育 | 1.44 | 0.38 | 311 | ZDD01421 | 六十天还仓 | 地方 | 1.41 | 0.29 | |
114 | 18NQ0485 | 哈12-3510 | 选育 | 1.49 | 0.27 | 312 | ZDD06819 | 嫩丰11号 | 选育 | 1.20 | 0.34 | |
115 | 18NQ0486 | 哈13-2185 | 选育 | 1.36 | 0.19 | 313 | ZDD07409 | 和龙油太 | 地方 | 0.71 | 0.22 | |
116 | 18NQ0487 | 哈13-2187 | 选育 | 2.51 | 0.53 | 314 | ZDD07580 | 白城秣食豆 | 地方 | 0.79 | 0.56 | |
117 | 18NQ0488 | 哈14-2146 | 选育 | 1.53 | 0.67 | 315 | ZDD00294 | 青豆 | 地方 | 0.86 | 0.17 | |
118 | 18NQ0489 | 哈12-4547 | 选育 | 1.94 | 0.24 | 316 | ZDD07218 | 紫花2号 | 地方 | 0.90 | 0.19 | |
119 | 18NQ0490 | 哈13-1613 | 选育 | 1.12 | 0.27 | 317 | ZDD00921 | 天鹅蛋 | 地方 | 0.89 | 0.41 | |
120 | 18NQ0491 | 哈11-4519 | 选育 | 1.41 | 0.49 | 318 | ZDD03533 | 柘城小红豆 | 地方 | 0.63 | 0.26 | |
121 | 18NQ0492 | 哈11-3646 | 选育 | 1.42 | 0.34 | 319 | ZDD08472 | 黑豆 | 地方 | 1.38 | 0.45 | |
122 | 18NQ0493 | 哈11-4142 | 选育 | 1.23 | 0.25 | 320 | ZDD19381 | 高作选1号 | 选育 | 1.31 | 0.40 | |
123 | 18NQ0494 | 哈11-2541 | 选育 | 1.10 | 0.30 | 321 | ZDD03026 | 平顶黑 | 地方 | 0.81 | 0.69 | |
124 | 18NQ0495 | 哈12-4891 | 选育 | 0.96 | 0.66 | 322 | ZDD18632 | 冀豆7号 | 选育 | 1.47 | 0.44 | |
125 | ZDD23737 | 吉育72 | 选育 | 1.25 | 0.23 | 323 | ZDD02864 | 平顶黄豆 | 地方 | 1.60 | 0.98 | |
126 | 18NQ0514 | 合交02-69 | 选育 | 1.75 | 0.43 | 324 | ZDD02921 | 青6号 | 选育 | 1.60 | 0.45 | |
127 | ZDD23625 | 黑河23 | 选育 | 1.33 | 0.21 | 325 | ZDD03106 | 茶豆 | 地方 | 0.93 | 0.46 | |
128 | ZDD23629 | 黑河27 | 选育 | 0.90 | 0.22 | 326 | ZDD03237 | 淅川鸡窝黄 | 地方 | 0.89 | 0.22 | |
129 | ZDD00610 | 牛毛黄 | 地方 | 1.87 | 0.35 | 327 | ZDD03293 | 泌阳牛毛黄 | 地方 | 1.10 | 0.16 | |
130 | ZDD00021 | 黑农26 | 选育 | 0.91 | 0.27 | 328 | ZDD03603 | 牛毛黄 | 地方 | 0.90 | 0.32 | |
131 | ZDD07395 | 东辽克霜 | 地方 | 0.89 | 0.35 | 329 | ZDD08352 | 本地大黄豆 | 地方 | 0.81 | 0.20 | |
132 | ZDD00003 | 黑农2 | 选育 | 1.21 | 0.08 | 330 | ZDD10615 | 老鼠皮 | 地方 | 0.90 | 0.18 | |
133 | ZDD06815 | 黑河4 | 选育 | 0.88 | 0.28 | 331 | ZDD10812 | 酱黄豆 | 地方 | 0.85 | 0.18 | |
134 | ZDD06823 | 合丰25 | 选育 | 1.33 | 0.33 | 332 | ZDD11159 | 花绿黄豆 | 地方 | 0.67 | 0.26 | |
135 | ZDD23626 | 黑河24 | 选育 | 1.32 | 0.75 | 333 | ZDD11226 | 灌云海白花 | 地方 | 0.56 | 0.29 | |
136 | ZDD24315 | 黑河32 | 选育 | 1.49 | 0.98 | 334 | ZDD18558 | 花黑虎 | 地方 | 0.81 | 0.16 | |
137 | ZDD17670 | 黑河7 | 选育 | 0.64 | 0.25 | 335 | ZDD19699 | 泗豆2号 | 选育 | 0.78 | 0.96 | |
138 | ZDD22648 | 绥农14 | 选育 | 1.07 | 0.39 | 336 | ZDD19409 | 郑84240-B1 | 选育 | 0.72 | 0.17 | |
139 | 18NQ1513 | 吉育86 | 选育 | 2.00 | 0.64 | 337 | ZDD02892 | 大天鹅蛋 | 地方 | 1.12 | 0.33 | |
140 | 18NQ1516 | 黑河53 | 选育 | 0.67 | 0.26 | 338 | ZDD03570 | 信阳羊眼豆 | 地方 | 0.78 | 0.74 | |
141 | 18NQ1518 | 黑河48 | 选育 | 0.69 | 0.18 | 339 | ZDD10100 | 郑8516 | 选育 | 0.87 | 0.43 | |
142 | 18NQ1520 | 东农56 | 选育 | 1.45 | 0.20 | 340 | ZDD02866 | 大白皮 | 地方 | 0.47 | 0.96 | |
143 | 18NQ1522 | 东农59 | 选育 | 0.77 | 0.16 | 341 | ZDD02626 | 胜利3号 | 选育 | 0.30 | 0.12 | |
144 | 18NQ1524 | 东农绿芽1号 | 选育 | 0.51 | 0.14 | 342 | ZDD02891 | 大黄豆 | 地方 | 1.12 | 0.15 | |
145 | 18NQ1528 | 绥无腥豆2号 | 选育 | 0.78 | 0.09 | 343 | ZDD02913 | 小米豆 | 地方 | 0.78 | 0.27 | |
146 | 18NQ1529 | 绥农52 | 选育 | 1.18 | 0.27 | 344 | ZDD02990 | 二粒黑豆 | 地方 | 1.87 | 0.53 | |
147 | 18NQ1531 | 吉育112 | 选育 | 0.83 | 0.36 | 345 | ZDD03969 | 邳县拉秧黄 | 地方 | 0.52 | 0.04 | |
148 | 18NQ1536 | 吉育71 | 选育 | 0.91 | 0.17 | 346 | ZDD03776 | 淮阴春豆 | 地方 | 0.22 | 0.23 | |
149 | 18NQ1537 | 吉育401 | 选育 | 1.32 | 0.23 | 347 | ZDD03739 | 邳县大紫花糙 | 地方 | 0.46 | 0.23 | |
150 | 18NQ1538 | 辽黑豆2号 | 选育 | 0.88 | 0.24 | 348 | ZDD03741 | 邳县四粒糙 | 地方 | 0.55 | 0.19 | |
151 | 18NQ1539 | 辽黑豆4号 | 选育 | 0.47 | 0.23 | 349 | ZDD12407 | 曾家绿黄豆 | 地方 | 0.35 | 0.34 | |
152 | 18NQ1540 | 辽青豆1号 | 选育 | 1.14 | 0.13 | 350 | ZDD05920 | 代米豆 | 地方 | 0.74 | 0.47 | |
153 | ZDD07345 | 汪清早大豆 | 地方 | 0.95 | 0.22 | 351 | ZDD11581 | 中豆24 | 选育 | 0.70 | 0.20 | |
154 | 18NQ1656 | 蒙豆36 | 选育 | 1.16 | 0.30 | 352 | ZDD12908 | 邛崃酉江黑豆 | 地方 | 1.35 | 0.87 | |
155 | 18NQ1657 | 中作引1号 | 选育 | 1.72 | 0.74 | 353 | ZDD13636 | 绿豆子 | 地方 | 0.70 | 0.83 | |
156 | 18NQ1659 | 东农44 | 选育 | 1.11 | 0.53 | 354 | ZDD17622 | 马兰早茶豆 | 地方 | 0.69 | 0.38 | |
157 | 18NQ1660 | FC001 | 选育 | 1.29 | 0.38 | 355 | ZDD06067 | 粗豆 | 地方 | 0.22 | 0.27 | |
158 | 18NQ1662 | 汇农10-06 | 选育 | 0.85 | 0.19 | 356 | ZDD13666 | 绿蓝子 | 地方 | 0.84 | 0.39 | |
159 | 18NQ1663 | 垦丰18 | 选育 | 0.75 | 0.17 | 357 | ZDD04572 | 吴江五月牛毛黄 | 地方 | 0.34 | 0.28 | |
160 | 18NQ1664 | 黑农44 | 选育 | 1.79 | 0.21 | 358 | ZDD05572 | 荆黄35乙 | 选育 | 0.19 | 0.08 | |
161 | 18NQ1665 | 合农69 | 选育 | 1.38 | 0.21 | 359 | ZDD11586 | 82-16 | 选育 | 0.39 | 0.10 | |
162 | 18NQ1666 | 蒙豆9号 | 选育 | 0.50 | 0.17 | 360 | ZDD12322 | 化眉豆 | 地方 | 0.46 | 0.12 | |
163 | 18NQ1667 | 蒙豆34 | 选育 | 1.38 | 0.52 | 361 | ZDD04620 | 泰兴牛毛黄乙 | 地方 | 0.96 | 0.33 | |
164 | 18NQ1668 | 黑河45 | 选育 | 0.45 | 0.14 | 362 | ZDD11588 | 74-424 | 选育 | 0.71 | 0.15 | |
165 | 18NQ1669 | 北疆九1号 | 选育 | 0.94 | 0.77 | 363 | ZDD12836 | 什邡螺丝豆 | 地方 | 1.06 | 0.32 | |
166 | 18NQ1670 | 吉育701 | 选育 | 1.28 | 0.14 | 364 | ZDD14228 | 五月黄 | 地方 | 1.02 | 0.38 | |
167 | 18NQ1671 | 龙垦316 | 选育 | 0.72 | 0.18 | 365 | ZDD20652 | 2340322 | 选育 | 1.04 | 0.82 | |
168 | 18NQ1672 | 龙垦330 | 选育 | 1.10 | 0.30 | 366 | ZDD20387 | 84-70 | 地方 | 0.52 | 0.58 | |
169 | 18NQ1673 | 北丰16 | 选育 | 0.59 | 0.14 | 367 | ZDD12331 | 小白毛 | 地方 | 0.48 | 0.22 | |
170 | 18NQ1674 | 龙垦332 | 选育 | 1.31 | 0.35 | 368 | ZDD12453 | 渠县八月黄 | 地方 | 0.24 | 0.11 | |
171 | 18NQ1675 | 北豆36 | 选育 | 0.75 | 0.24 | 369 | ZDD11575 | 花色豆 | 地方 | 0.81 | 0.35 | |
172 | 18NQ1678 | 东农48 | 选育 | 3.57 | 0.54 | 370 | ZDD12680 | 犍为泉水豆 | 地方 | 0.81 | 0.75 | |
173 | 18NQ1679 | 中黄901 | 选育 | 1.11 | 0.31 | 371 | ZDD06494 | 沙心豆 | 地方 | 0.21 | 0.25 | |
174 | 18NQ1681 | 加拿大蛋白豆 | 选育 | 0.74 | 0.32 | 372 | ZDD21440 | 早熟毛蓬青 | 地方 | 0.79 | 0.19 | |
175 | 18NQ1682 | 合丰30 | 选育 | 1.04 | 0.18 | 373 | ZDD21907 | 新余大粒青 | 地方 | 0.50 | 0.28 | |
176 | 18NQ1683 | 蒙豆33 | 选育 | 1.53 | 0.30 | 374 | ZDD14409 | 大黄珠 | 地方 | 0.40 | 0.22 | |
177 | 18NQ1685 | 华疆6155 | 选育 | 2.42 | 0.56 | 375 | ZDD22191 | 恩平青豆 | 地方 | 0.55 | 0.24 | |
178 | 18NQ1686 | 顺豆5 | 选育 | 2.13 | 0.68 | 376 | ZDD06358 | 东山白马豆 | 地方 | 1.32 | 0.24 | |
179 | 18NQ1687 | 蒙豆15 | 选育 | 1.01 | 0.21 | 377 | ZDD06375 | 大青仁 | 选育 | 1.12 | 0.46 | |
180 | 18NQ1688 | 垦11-7155 | 选育 | 1.94 | 0.30 | 378 | ZDD14125 | 莆豆451 | 选育 | 1.05 | 0.96 | |
181 | 18NQ1689 | 垦K11-7456 | 选育 | 0.81 | 0.16 | 379 | ZDD06562 | 白毛豆 | 地方 | 0.90 | 0.58 | |
182 | 18NQ1690 | 圣168 | 选育 | 0.98 | 0.46 | 380 | ZDD16682 | 龙川黄牛毛 | 地方 | 0.78 | 0.66 | |
183 | 18NQ1691 | 丰收12 | 选育 | 1.34 | 0.10 | 381 | ZDD16743 | 廉江坡黄豆 | 地方 | 0.64 | 0.10 | |
184 | 18NQ1692 | 东农4211 | 选育 | 1.32 | 0.48 | 382 | ZDD14920 | 二季早豆-2 | 地方 | 0.42 | 0.34 | |
185 | 18NQ1694 | 绥农34 | 选育 | 1.65 | 0.23 | 383 | ZDD15357 | 大黄豆-1 | 地方 | 0.51 | 0.45 | |
186 | 18NQ1695 | 黑农55 | 选育 | 1.67 | 0.17 | 384 | ZDD16771 | 清远大青豆 | 地方 | 0.32 | 0.37 | |
187 | 18NQ1696 | 蒙豆13 | 选育 | 0.78 | 0.12 | 385 | ZDD22145 | 大黄豆-2 | 地方 | 0.23 | 0.19 | |
188 | 18NQ1698 | 内豆4号 | 选育 | 1.19 | 0.97 | 386 | ZDD14911 | 细黄豆-9 | 地方 | 0.44 | 0.17 | |
189 | 18NQ1700 | 蒙豆16 | 选育 | 1.77 | 0.53 | 387 | ZDD15624 | 皂角豆 | 地方 | 0.85 | 0.34 | |
190 | 18NQ1701 | 嫩丰16 | 选育 | 1.21 | 0.14 | 388 | ZDD14910 | 细黄豆-8 | 地方 | 0.90 | 0.15 | |
191 | 18NQ1702 | 北豆37 | 选育 | 1.44 | 0.49 | 389 | ZDD09279 | 小黑豆 | 地方 | 0.73 | 0.53 | |
192 | 18NQ1703 | 黑河55 | 选育 | 1.31 | 0.26 | 390 | ZDD01060 | 黄脐 | 地方 | 0.91 | 0.24 | |
193 | 18NQ1704 | 蒙豆30 | 选育 | 1.05 | 0.12 | 391 | ZDD03733 | 邳县红毛油 | 地方 | 1.55 | 0.58 | |
194 | 18NQ1706 | 北豆19 | 选育 | 1.22 | 0.38 | 392 | ZDD12386 | 大华豆 | 地方 | 0.95 | 0.53 | |
195 | 18NQ1707 | 蒙豆28 | 选育 | 0.92 | 0.28 | 393 | ZDD17375 | 黄豆 | 地方 | 0.67 | 0.17 | |
196 | 18NQ1709 | 满归豆 | 地方 | 0.62 | 0.40 | 394 | ZDD13560 | 白毛早豆子 | 地方 | 1.49 | 0.40 | |
197 | 18NQ1710 | 黑农62 | 选育 | 1.49 | 0.14 | 395 | ZDD13590 | 透心绿 | 地方 | 0.41 | 0.06 | |
198 | 18NQ1711 | 黑农64 | 选育 | 0.86 | 0.12 |
2019-2020年种植在沈阳农业大学农学院教学科研实验基地盆栽场(41.81°N,123.56°E),采用PVC管进行砂培,PVC管内径16 cm,高25 cm,盆底有3个直径0.3 cm小孔。设置两个处理,分别为常磷处理(NP, normal phosphorus),营养液磷浓度为0.5 mmol/L和低磷处理(LP, low phosphorus),营养液磷浓度为0.005 mmol/L。磷源采用磷酸二氢钾,缺乏的钾素用氯化钾补齐。完全随机区组排列,3次重复,每盆装5 kg石英砂,播种5粒种子,待大豆出苗后,选长势均匀一致的植株,每盆定苗3株。出苗后每天8:00浇500 mL1/2营养液;16:00浇1 L蒸馏水,洗掉多余盐分,出苗7 d后改1/2营养液为全营养液。参照王
395份大豆种质成熟后,对每盆3株大豆进行收获。待大豆籽粒自然晾干后,利用分析天平对大豆籽粒进行称量,每个样本3次重复,以低磷处理下单株粒重和低磷处理下与常磷处理下的单株粒重比值(相对单株粒重)作为耐低磷鉴定的指
本研究使用的基因型SNP(single nucleotide polymorphism)数据由中国农业科学院作物科学研究所与北京康普森生物科技有限公司合作研发的“中豆芯一号”芯
使用GAPIT(http://zzlab.net/GAPIT)进行主成分分析、亲缘关系分析和GWAS分析。GWAS分析采用固定和随机模型交替概率统一(farmCPU)来平衡假阳性和假阴性结果。显著性位点的阈值(-log10(P))设置调整为4,在结果中筛选出大于阈值的位点,用于后续筛选候选基因。
利用soybase(https://www.soybase.org/)网站参考基因组图谱查找候选基因。基于大豆连锁不平衡衰减距离,在显著位点上下游各延伸100 kb,根据所有SNP位点物理位置对其进行基因扫描,寻找与耐低磷相关基因。利用Phytozome(https://phytozome.jgi.doe.gov/pz/portal.html)网站查找测序参考基因组Williams 82在各组织表达
参试大豆种质资源单株粒重的变异幅度较大,常磷处理下分布范围为0.49~14.43 g,低磷处理下为0.05~5.35 g,相对单株粒重为0.04~0.98,且三者变异系数均高于50%,说明本研究所用试验材料在磷利用效率上具有丰富变异(
性状 Trait | 种质类型 Type | 最小值 Min. | 最大值 Max. | 均值 Average | 标准差 SD | 变异系数(%) CV |
---|---|---|---|---|---|---|
常磷处理下单株粒重 (g) NP grain weight | 地方种质 | 0.49 | 11.94 | 3.60 | 2.11 | 58.59 |
选育种质 | 0.81 | 14.43 | 4.33 | 2.21 | 50.90 | |
总计 | 0.49 | 14.43 | 4.08 | 2.20 | 53.92 | |
低磷处理下单株粒重 (g) LP grain weight | 地方种质 | 0.21 | 4.44 | 1.00 | 0.61 | 60.87 |
选育种质 | 0.05 | 5.35 | 1.22 | 0.65 | 52.97 | |
总计 | 0.05 | 5.35 | 1.15 | 0.64 | 56.12 | |
相对单株粒重 Relative grain weight | 地方种质 | 0.04 | 0.98 | 0.34 | 0.20 | 59.67 |
选育种质 | 0.05 | 0.98 | 0.33 | 0.20 | 59.79 | |
总计 | 0.04 | 0.98 | 0.34 | 0.20 | 59.67 |
NP: 常磷处理;LP:低磷处理;下同
NP: Normal phosphorus; LP: Low phosphorus; The same as below

图1 大豆在常磷、低磷处理下单株粒重和相对单株粒重频次分布
Fig.1 Distribution of soybean in NP, LP grain weight and relative grain weight frequency

图 2 大豆地方种质与选育种质在常磷、低磷处理下单株粒重和相对单株粒重差异分析
Fig.2 Analysis on the difference of soybean landrace and cultivar in NP, LP grain weight and relative grain weight
** :在P<0.01 水平差异显著
**: Correlation is significant at P<0.01 level
对395份大豆种质低磷处理下单株粒重和相对单株粒重,以平方欧式遗传距离利用离差平方和法(Ward法)进行系统聚类分析(

图3 大豆种质在低磷处理下单株粒重和相对单株粒重聚类结果
Fig.3 Clustering results of grain weight under LP grain weight and relative grain weight of soybean germplasm
1~395:供试材料序号;黑色序号:第Ⅰ组; 红色序号:第Ⅱ组; 绿色序号:第Ⅲ组
1-395: Number of test materials; Black number: Group Ⅰ; Red number: Group Ⅱ; Green number: Group Ⅲ
分组 Groups | 种质数量 Number of germplasm | 低磷处理下单株粒重(g) LP grain weight | 相对单株粒重 Relative grain weight | 磷效率类型 Phosphorus efficiency types |
---|---|---|---|---|
Ⅰ | 160 | 0.05~1.01 | 0.04~0.58 | 磷低效 |
Ⅱ | 215 | 0.47~2.13 | 0.08~0.98 | 中间型 |
Ⅲ | 20 | 2.40~5.35 | 0.24~0.84 | 磷高效 |
本研究利用GAPIT将基于自然群体的395份供试材料的低磷处理下单株粒重和相对单株粒重表型结合测序数据使用farmCPU模型进行全基因组关联分析(

图4 大豆单株粒重GWAS分析
Fig.4 GWAS analysis of soybean grain weight
A:低磷处理下单株粒重在farmCPU模型下关联分析Manhattan图(左)和Q-Q plot图(右);B:相对单株粒重在farmCPU模型下关联分析Manhattan图(左)和Q-Q plot图(右)
A: LP grain weight correlation analysis Manhattan plot and Q-Q plot under the farmCPU model; B: Relative grain weight correlation analysis Manhattan plot and Q-Q plot under the farmCPU model
性状 Trait | 染色体Chromosome | 位置 Position | 等位基因型 Alleles | -logP值极大值 -log P max |
---|---|---|---|---|
低磷处理下 单株粒重 LP grain weight | 3 | 3794570 | T/C | 4.05 |
4 | 2971132 | C/T | 4.08 | |
8 | 43814202 | C/T | 4.05 | |
8 | 43815543 | T/C | 4.10 | |
8 | 43852584 | T/A | 4.19 | |
12 | 14472037 | G/A | 4.34 | |
13 | 21163574 | A/G | 4.04 | |
13 | 34368248 | G/A | 4.08 | |
20 | 27144081 | G/A | 4.00 | |
相对单株粒重 Relative grain weight | 1 | 7755407 | A/G | 4.12 |
1 | 7778930 | C/A | 4.07 | |
1 | 8467401 | T/C | 4.64 | |
1 | 8553492 | T/G | 4.06 | |
1 | 8555369 | T/C | 4.08 | |
1 | 8651431 | G/A | 4.05 | |
5 | 41913145 | C/T | 4.36 | |
6 | 22891623 | G/A | 4.06 | |
6 | 29287355 | C/T | 4.06 | |
6 | 29949637 | C/T | 4.05 | |
6 | 33464838 | T/C | 4.99 | |
6 | 34251031 | C/T | 4.24 | |
6 | 34360346 | C/T | 4.51 | |
6 | 34434873 | T/G | 4.15 | |
8 | 16553159 | C/A | 4.76 | |
15 | 1512455 | G/A | 5.70 | |
15 | 1532279 | A/G | 4.69 | |
15 | 1553014 | T/C | 4.66 | |
15 | 1612581 | T/C | 5.44 | |
15 | 1623131 | T/C | 4.42 | |
15 | 1761674 | T/C | 4.21 | |
15 | 1778761 | C/T | 4.74 | |
15 | 47479136 | A/T | 4.38 |
为进一步确定与大豆耐低磷相关的候选基因,对耐低磷相关的等位基因效应进行了分析,一些SNP对大豆耐低磷性表现出显著的等位基因效应,表明大豆耐低磷性的候选基因可能与这些SNP相关。通过分析SNP等位基因型对应的不同磷处理下的显著差异性,以及Manhattan图和QQ图关联位点的显著性,选择低磷处理下单株粒重关联到的8号染色体位点Gm08_43852584和相对单株粒重关联到的15号染色体位点Gm15_1778761进一步进行分析。其中Gm08_43852584位点等位基因型对应的耐低磷性状表现极显著差异(P=6.40×1

图5 2个显著关联位点分析
Fig.5 Analysis of 2 significant association sites
A:极显著SNP位点Gm08_43852584等位基因差异显著性分析,其中AA和TT表示该位点出现AA和TT纯合的频率,AT表示该位点出现AT杂合的频率;B:极显著SNP位点Gm08_43852584 LD block分析,其中蓝色的点分别表示极显著SNP位点Gm08_43852584和GmLPW22基因在8号染色体上的1个SNP位点;C:极显著SNP位点Gm15_1778761等位基因差异显著性分析,其中CC和TT表示该位点出现CC和TT纯合的频率,CT表示该位点出现CT杂合的频率;D:极显著SNP位点Gm15_1778761 LD block分析,其中蓝色的点分别表示极显著SNP位点Gm15_1778761和GmRW14基因在15号染色体上的1个SNP位点; ***: 在 P<0.001 水平差异显著
A: Peak SNP site Gm08_43852584 allele difference analysis, AA and TT represent the frequency of AA and TT homozygosity at this site, AT indicates the frequency of AT heterozygosity at this site; B: Peak SNP site Gm08_43852584 LD block analysis, where the blue dots respectively represent a peak SNP locus Gm08_43852584 and a SNP in the GmLPW22 gene on chromosome 8; C: Peak SNP site Gm15_1778761 allele difference analysis, CC and TT represent the frequency of CC and TT homozygosity at this site, CT indicates the frequency of CT heterozygosity at this site; D:Peak SNP site Gm15_1778761 LD block analysis, where the blue dots respectively represent a peak SNP locus Gm15_1778761 and a SNP in the GmRW14 gene on chromosome 15; ***: Correlation is significant at P<0.001 level
其中Gm08_43852584的LD block区间内共有23个基因(
基因 Gene | 注释 Annotation |
---|---|
GmLPW1 | SWSN-9蛋白 |
GmLPW2 | SWSN-9蛋白 |
GmLPW3 | 四酰二糖4'-激酶 |
GmLPW4 | 含锌指FYVE结构域的蛋白质 |
GmLPW5 | NA |
GmLPW6 | NA |
GmLPW7 | PPR重复序列家族(PPR_2)/DYW核酸脱氨酶家族(DYW_deaminase) |
GmLPW8 | NA |
GmLPW9 | 小热休克蛋白HSP20家族 |
GmLPW10 | 类C2H2锌指蛋白 |
GmLPW11 | NA |
GmLPW12 | NA |
GmLPW13 | 富含亮氨酸的重复蛋白 |
GmLPW14 | 咪唑甘油磷酸合成酶HISHF |
GmLPW15 | 预测水解酶(HIT家族) |
GmLPW16 | NA |
GmLPW17 | NA |
GmLPW18 | 参与细胞分化/ 性发育的蛋白质 |
GmLPW19 | 脯氨酸合成酶共转录细菌同源蛋白 |
GmLPW20 | STIG1样蛋白相关 |
GmLPW21 | 蛋白质转运蛋白SEC13相关 |
GmLPW22 | WRKY DNA结合结构域(WRKY) |
GmLPW23 | NA |
NA: 基因无功能注释;下同
NA: No functional annotation of genes; The same as below
基因 Gene | 注释 Annotation |
---|---|
GmRW1 | 富含亮氨酸重复序列/蛋白酪氨酸激酶/ER的碳水化合物结合蛋白 |
GmRW2 | 富含亮氨酸重复序列/蛋白酪氨酸激酶/ER的碳水化合物结合蛋白 |
GmRW3 | 富含亮氨酸重复序列/蛋白酪氨酸激酶/ER的碳水化合物结合蛋白 |
GmRW4 | 转录因子BHLH87 |
GmRW5 | NA |
GmRW6 | 23S rRNA(尿嘧啶(1939)-C(5))-甲基转移酶/RNA尿苷甲基转移酶A |
GmRW7 | IAA-氨基酸水解酶ILR1样1相关 |
GmRW8 | NA |
GmRW9 | Jacalin样凝集素结构域 |
GmRW10 | 带电多泡体蛋白 |
GmRW11 | 60S核糖体蛋白L28 |
GmRW12 | DOF锌指蛋白1 |
GmRW13 | 蛋白磷酸酶PP2A调节亚单位B |
GmRW14 | 磷酸乙醇胺/磷酸胆碱磷酸酶/PHOSPHO1 |
GmRW15 | 磷酸乙醇胺/磷酸胆碱磷酸酶/PHOSPHO1 |
GmRW16 | 具有腺嘌呤核苷酸α水解酶样结构域的蛋白激酶蛋白 |
GmRW17 | 核酸外切酶样蛋白 |
GmRW18 | PRA1家族蛋白C相关 |
GmRW19 | 磷脂酶Dε |
GmRW20 | NA |
相关文献报

图6 候选基因组织表达热图
Fig.6 Heatmap profiles of the candidate genes in tissues
A:Gm08_43852584 LD block 区间内候选基因表达谱;B:Gm15_1778761 LD block 区间内候选基因表达谱
A: Candidate gene expression profile in the Gm08_43852584 LD block interval; B: Candidate gene expression profile in the Gm15_1778761 LD block interval
大豆粒重作为表型性状易于观察和测定,可作为育种选择的最直观的性状。本研究对395份大豆在常磷和低磷处理下的单株粒重及相对单株粒重平均值进行分析,结果表明单株粒重在不同磷浓度处理下差异明显。本研究发掘到20份磷高效大豆种质,共包含地方种质4份,这些种质经过长期驯化具有耐逆性强特点;选育种质16份,这些种质适宜种植在土壤磷含量较低的地区,在低磷条件下的产量损失减少。这些种质均可作为亲本用于耐低磷遗传改良育种,可为后续筛选大豆耐低磷性研究提供参考。
通过GWAS分析,鉴定出32个SNP位点与大豆耐低磷性相关,分布在10条染色体。其中13号染色体上定位到的位点在前人报道QTL区
通过表达谱分析表明GmLPW22和GmRW14基因在根和根毛中高表达,推测这2个基因很可能与大豆耐低磷相关。而GmRW15基因注释虽然为磷酸乙醇胺/磷酸胆碱磷酸酶/PHOSPHO1,但是不在根、根毛中高表达,而是在豆荚中高表达,因而推测其不与大豆耐低磷性相关。此外,GmLPW10、GmLPW11、GmLPW18、GmLPW20、GmLPW21、GmRW2、GmRW3、GmRW4、GmRW5、GmRW10、GmRW13、GmRW18、GmRW20这13个基因在根、根毛中表达量都相对较高,但3个基因注释为未鉴定蛋白,另外10个基因注释分别与C2H2样锌指蛋白、参与细胞分化/性发育的蛋白质、STIG1类似蛋白质相关、蛋白质转运蛋白SEC13相关、富含亮氨酸重复蛋白激酶家族蛋白、转录因子BHLH87、蛋白磷酸酶PP2A调节亚基相关,暂未发现与大豆耐低磷性相关。
本研究对395份大豆种质资源低磷处理下单株粒重和相对单株粒重表型和基因型进行性状鉴定和GWAS分析,共鉴定出磷高效大豆种质20份,大豆耐低磷性显著相关的SNP位点32个。其中与低磷处理下单株粒重相关的SNP 23个,相对单株粒重相关的SNP 9个,分别位于10条染色体上。其中,Gm08_43852584位点LD block区间内关联到1个与WRKY DNA结合域相关的基因GmLPW22,在根中特异性表达。Gm15_1778761位点LD block区域内关联到1个与磷酸吡哆醛磷酸酶相关的基因GmRW14,且在根毛中特异性表达。
参考文献
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