基于BSA-seq的大豆棕色荚皮L2基因定位

大豆荚皮的颜色是重要的驯化性状和表型特征,与炸荚习性和躲避捕食关系紧密。大豆荚皮颜色主要由2对等位基因控制,其中棕色荚皮L2基因尚未被鉴定。为了在大豆基因组上对该基因进行鉴定,为大豆棕色荚皮相关基因功能解析和育种应用提供一定的理论基础。以栽培大豆中龙优203(黄色荚皮)和野生大豆FF1235(黑色荚皮)为亲本构建F 2分离群体进行遗传分析。利用F 2群体棕色豆荚和黄色豆荚单株构建混池进行BSA-seq定位分析,并在此基础上进行重组交换单株分析。结果表明,大豆棕色荚皮性状为1对等位基因控制的质量性状。棕色荚皮L2基因关联区域位于3号染色体0~0.75 Mb的区段。进一步开发InDel分子标记进行精细定位,获得具有多态性的InDel引物7对。最终将棕色荚皮位点定位于3号染色体上的Indel-L2-3~Indel-L2-6,物理距离为344 kb。定位区间内共有候选基因32个,其中Glyma.03G005700基因注释为异丙基苹果酸聚合酶,与已发现的黑色荚皮基因L1(Glyma.19G120400)高度同源,其功能为将4-羟基丙酮酸转化为红果酸和番石榴酸,可能是调控大豆棕色荚皮形成的关键基因。

菜用大豆荚皮性状与产量形成的关系

利用菜用大豆的四个杂交组合,对其荚皮性状即荚皮的长、宽、表面积以及荚皮的内膜层、革质层等性状进行试验观察,并分别与子粒、产量进行相关分析。荚皮的长、宽、表面积、荚皮内膜层、荚皮革质层与产量有极显著正相关,荚皮表面积与产量的相关系数达0.6795,内膜层鲜重与产量的相关系数和通径分析均达到0.8433。革质层与子粒的相关性较大,百荚革质层的鲜重、风干重与百粒重的相关系数达0.6681、0.6112,荚皮厚与子粒鲜、干重及产量均呈极小不显著的正负相关(-0.0706-0.2810)。在育种工作中应重视荚皮的表面积、内膜层和革质层等对产量和产品质量的影响。

结瘤和非结瘤大豆同位基因系种子荚皮发育中POD和SOD活性的比较

1.大豆果实发育过程中种子和荚皮过氧化物酶(Peroxidase-POD,下同)和超氧化物岐化酶(superoxide Dismutase—SOD,下同)活性均有变化。结瘤大豆的两种酶活性高于非结瘤大豆,这种差异在 POD 活性上表现尤为显著。2.SOD 同工酶在种子发育早期就基本合成齐全,而 POD 同工酶随发育逐渐增多。3.种子 SOD 和 POD 均高于荚皮中的活性,但同工酶带数却以荚皮的为多,而且非结瘤种子和荚皮的两种同工酶条带均多于结瘤株的。这表明同工酶条带数与活性间不一定呈相关关系。

大豆果实发育过程中荚皮和种子超氧化物岐化酶同工酶的变化

大豆荚皮中具有至少9条SOD同工酶带:Mn—SODa_1、a_2;Cu—Zn—SODb_1、b_2、b_3;Cu—Zn—SODc_1、c_2、c_3及与澳酚兰前沿混在一起的一条酶带。在果实发育过程中荚皮各酶带没有发育先后顺序的差异,只是酶带强弱的程度稍有变化。种子也至少有9条酶带,但c_3与溴酚兰前沿混在一起。发育过程申各同工酶出现的顺序有差异,最先出现的是a_1带,最后出现的是c_3带。果实发育各期荚皮SOD的各条同工酶带均比种子中相应的酶带活性强。实验表明:电泳方法的改进将会分离出更多的SOD同工酶带。

大豆荚皮营养成分积累动态分析

为明确大豆荚皮不同发育时期蛋白质和纤维含量积累动态,本研究利用分光光度法和范氏洗涤纤维分析法,对9份山西大豆材料开花后25、32、40、50、60、70 d大豆荚皮的蛋白质和纤维含量进行了测定,并对饲用价值进行综合评定。结果表明:9个大豆材料不同发育时期荚皮中蛋白质、纤维素、半纤维素、木质素、NDF和ADF积累趋势不同。大豆荚皮发育过程中RFV总体上呈下降趋势。6个大豆材料汾豆56、L-6、晋大74、晋豆19、晋遗30和中黄24不同发育时期大豆荚皮的RFV均大于100,可作为粗饲料开发应用。