大豆地方品种叶片叶柄茸毛性状的形态变异及其与豆卷叶螟抗性的相关分析

大豆茎、叶、荚普遍着生茸毛,表现有末端形态、密度、长度和角度(着生状态)的差异。本文利用地方品种群体研究了大豆叶片和叶柄茸毛性状的变异、区域差异、相互关系及其与大豆对豆卷叶螟抗性的关系。大豆叶片茸毛密度、长度、角度和叶柄茸毛角度在全国393份代表性大豆地方品种间存在大幅度变异,变幅分别为4.8～105.9根·10 mm-2(无茸毛品种除外),0.22～0.94 mm,0°～88°和5°～90°。叶片茸毛密度、长度和角度大的品种较少,而叶柄茸毛角度小的品种较少。393份大豆地方品种中尖型茸毛末端品种127份。叶片茸毛长度、角度、末端形态及叶柄茸毛角度与地理生态区有关,生态区I的叶片茸毛较长,生态区I和II的叶片茸毛角度较大,生态区I、II和III的钝型茸毛末端比率较高,生态区I、II和V的叶柄茸毛角度较大,而叶片茸毛密度与生态区无关。叶柄、叶片茸毛角度及叶片茸毛长度间相互呈极显著正相关,叶片茸毛密度与长度间呈极显著负相关。叶片茸毛密度和长度在茸毛末端形态间也有显著差异,尖型茸毛末端的品种茸毛密度较大,长度较短。豆卷叶螟引起的虫包数和卷叶率与叶片、叶柄茸毛角度及叶片茸毛长度极显著正相关,而与叶片茸毛密度显著负相关,与茸毛末端形态无关。叶片茸毛角度与抗虫性指标相关性最强,角度越小越抗虫,是大豆抗豆卷叶螟的重要因子。

大豆叶面茸毛密度和长度的QTL定位

大豆叶茸毛形态对抗虫性、耐旱性等均有重要作用。本研究利用2个重组自交系群体NJRIKY(KY)和NJRIXG(XG)进行叶面茸毛密度和长度的遗传与QTL定位分析。结果表明,2个性状在2个群体中均有大幅度变异,存在不同程度的超亲分离,两者有极显著负相关(r=–0.49和–0.62),叶面茸毛密度的遗传率(75.7%～76.8%)高于叶面茸毛长度的遗传率(45.2%～62.9%);检测到2个叶面茸毛密度主效QTL(XG群体的PD1-1和KY群体的PD12-1,表型贡献率分别达20.7%和21.7%);两群体叶面茸毛密度遗传构成中加性QTL贡献率占20.7%～36.2%,互作QTL只占0～1.4%,而未定位到的微效QTL所占份额很大,为38.1%～56.1%,是以往只用定位程序而未注意遗传构成解析所没有发现的特点;未在KY中检测到叶面茸毛长度加性QTL,互作QTL贡献率也仅4.2%,而微效QTL贡献率达58.7%;但在XG中叶面茸毛长度加性QTL PL1-1和PL12-1贡献率分别达18.3%和22.5%,占主要成分,互作QTL和微效QTL贡献均较小,说明该性状两群体的遗传构成有很大差异。大豆叶面茸毛密度和长度的遗传涉及多个效应不同的基因/QTL。