在分子遗传学和植物育种领域中,定位作物的抗性性状QTL(Quantitative Trait Loci,数量性状位点)是理解作物抗病性的关键步骤。QTL定位能够帮助科学家们识别和定位控制植物性状的基因。本研究中,以豆卷叶螟为害虫的靶标,对其主要食叶性害虫南京地区的主要害虫豆卷叶螟(Lamprosema indicata Fabricius)对大豆(Glycine max)的抗性进行了QTL定位。
豆卷叶螟是一种鳞翅目害虫,它以大豆叶片为食,严重时可导致作物大面积减产。因此,开发和推广对豆卷叶螟有高抗性的大豆品种是提高大豆产量和质量的重要途径。本研究利用了分子标记图谱和统计遗传软件包对F2代杂交群体的抗性性状进行分析,旨在发现控制抗性的遗传位点。
实验材料包括两个亲本,一个是对豆卷叶螟抗性强的溧水中子黄豆,另一个是感性亲本南农493-1。通过这两种亲本杂交,得到了F2代杂交群体,然后在田间自然虫源的条件下进行测试。在本研究中,抗性指标是通过F2代单株叶片损失率来衡量的。
研究使用了SSR(简单重复序列)分子标记构建了遗传连锁图谱,并且利用WindowsQTLCartographer V2.5软件包中的复合区间作图法和多区间作图法进行QTL分析。复合区间作图法(Composite Interval Mapping,CIM)是一种在遗传图谱上定位QTL的方法,它考虑了遗传背景的影响,从而提高了QTL定位的准确性。多区间作图法(Multiple Interval Mapping,MIM)则是对复合区间作图法的一种扩展,可以同时考虑多个标记区间对QTL的影响,以提高QTL检测的准确性。
研究发现,在D1b和K连锁群上利用复合区间作图法检测到2个QTL,在A2、D1b、K和N连锁群上利用多区间作图法检测到4个QTL和6个互作QTL。其中,有共同的QTL至少解释了表型变异的19.2%。这些QTL的发现为大豆的抗性性状的遗传剖析和标记辅助育种提供了重要的理论依据。
标记辅助育种(Marker-Assisted Selection,MAS)是一种利用分子标记来选择具有期望性状的植物个体的育种技术。通过QTL定位,可以标记出控制重要性状的基因或位点,这使得育种者能够更有效地筛选出具有特定性状的植物,大大加快育种进程,并且提高育种的精确度。
研究成果在农业科学、分子植物病理学、遗传育种学以及统计遗传学等领域具有重要的理论和应用价值。通过理解抗性性状的遗传基础,研究人员能够进一步开发出新的高抗性大豆品种,以减少化学农药的使用,保证作物的可持续生产,并对农业的生态平衡产生积极的影响。此外,本研究也展示了分子遗传学在农作物改良上的应用潜力,是作物分子育种领域的重要进展。
2026-02-01 13:35:28
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