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• 遗传育种·种质资源·生物科技 • 上一篇    下一篇

大豆对胞囊线虫4号生理小种的抗性遗传分析

张海平1,2,吴书峰2,王志2   

  1. 1山西大学,030031,山西太原
    2山西省农业科学院农作物品种资源研究所/农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室/杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室,030031,山西太原
  • 收稿日期:2016-04-13 修回日期:2016-05-07 出版日期:2016-06-15 发布日期:2018-08-26
  • 作者简介:张海平,副研究员,从事大豆种质资源研究
  • 基金资助:
    山西省农业科学院博士后项目(BHS-2015JJ-001);山西省科技厅自然科学基金(2015011073);农业部作物种质资源保护子项目(2015NWW030-14-21)

Inheritance of Resistance to Race 4 of Cyst Nematode in Soybean

Zhang Haiping1,2,Wu Shufeng2,Wang Zhi2   

  1. 1Shanxi University,Taiyuan 030031,Shanxi,China
    2Institute of Crop Germplasm Resources,Shanxi Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement on Loess Plateau,Ministry of Agriculture,P.R.China/Shanxi Key Laboratory of Genetic Resources and Genetic Improvement,Taiyuan 030031,Shanxi,China
  • Received:2016-04-13 Revised:2016-05-07 Online:2016-06-15 Published:2018-08-26

摘要:

大豆胞囊线虫病(Soybean cyst nematode)严重危害我国大豆生产。我国大豆胞囊线虫有8个生理小种,其中,4号生理小种致病力最强,主要分布在黄淮海大豆产区。了解抗源的遗传模式有助于抗病基因的定位和分子标记的开发。以对大豆胞囊线虫4号生理小种高抗抗源CBL黑豆为父本、高感材料品75-14为母本,构建了F1、F2和F2∶3 3个世代群体,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型的联合分离分析方法,分析CBL黑豆抗大豆胞囊线虫4号生理小种的遗传效应。结果表明:CBL黑豆对胞囊线虫4号生理小种的抗性受2对加性-显性-上位性主基因和加性-显性-上位性多基因控制,F2世代主基因遗传率为64.47%,F2∶3世代主基因遗传率为75.99%。主基因遗传率较高,育种可以在早代选择。

关键词: 大豆, 大豆胞囊线虫, 主基因+多基因, 遗传分析

Abstract:

Soybean cyst nematode (SCN) is a destructive pest in soybean production worldwide and causes great yield loss every year. There are 14 SCN races worldwide, among which 8 races are in china. Race 4 of SCN (SCN4), which is the predominant race in Huang-Huai-hai soybean production area, has the most virulence. A soybean cultivar-CBL, which was isolated from Chibuliuheidou with high resistance to SCN, but its growth period was shorter than Chibuliuheidou. In this paper, genetic model of CBL was studied, which will help for cloning of resistant gene and resistant marker exploitation. Three generations (F1, F2, F2:3 ) were generated from the crosses between CBL and pin 75-14, which was a high susceptible to SCN4. Genetic model was analyzed by the method of mixed major gene plus polygene genetic model. The resistant inheritance to SCN4 was controlled by two additive-dominance-espistatic major genes and additive-dominance-espistatic polygenes. The F2 and F2:3 heritabilities of major genes were estimated to be 64.47% and 75.99%, respectively. So resistance plants can be selected in early filial generation.

Key words: Soybean, Soybean cyst nematode, Major gene plus polygene, Inheritance

表1

各世代病情指数"

世代
Generation
病情指数分布Disease level distribution(株) 总数
(株)
Total
平均病情指数(%)
Disease index
标准差
SD
0~
10%
10.1%~
20%
20.1%~
30%
30.1%~
40%
40.1%~
50%
50.1%~
60%
60.1%~
70%
70.1%~
80%
80.1%~
90%
90.1%~
100%
>100%
P1 10 10 192.85 8.14
P2 10 10 0.28 0.13
F1 1 9 10 117.66 16.76
F2 10 6 4 9 10 5 6 6 6 4 52 118 102.00 55.77
F2∶3 8 6 3 4 6 17 13 13 6 11 31 118 72.03 27.25

表2

各抗性遗传模型的极大似然值和AIC值"

模型代码
Model code
模型
Model
极大似然值
Max likelihood value
AIC值
AIC value
A1 1MG-AD -4 039.66 8 087.326
A2 1MG-A -4 041.22 8 088.441
A3 1MG-EAD -4 040.94 8 087.885
A4 1MG-AEND -4 040.94 8 087.881
B1 2MG-ADI -3 785.66 7 591.325
B2 2MG-AD -3 890.82 7 793.635
B3 2MG-A -3 842.68 7 693.352
B4 2MG-EA -4 281.48 8 568.954
B5 2MG-AED -3 918.90 7 845.809
B6 2MG-EEAD -4 525.45 9 056.901
C0 PG-ADI -3 855.96 7 731.914
C1 PG-AD -3 924.15 7 862.299
D0 MX1-AD-ADI -3 814.41 7 648.811
D1 MX1-AD-AD -3 911.74 7 839.481
D2 MX1-A-AD -3 924.04 7 862.086
D3 MX1-EAD-AD -3 922.40 7 858.794
D4 MX1-AEND-AD -3 925.51 7 865.020
E0 MX2-ADI-ADI -3 777.41 7 586.823
E1 MX2-ADI-AD -3 779.71 7 587.411
E2 MX2-AD-AD -3 911.74 7 843.481
E3 MX2-A-AD -3 896.45 7 808.902
E4 MX2-EAED-AD -3 924.00 7 861.996
E5 MX2-AED-AD -3 880.57 7 777.141

表3

备选模型适合性检验结果"

模型Model 世代Generation U12 U22 U32 nW2 Dn
B1 P1 5.3455(0.0208) 21.3231(0.0000) 90.5607(0.0000) 8.4035(0.0121) 0.0096(1.0000)
P2 5.5307(0.0187) 21.6204(0.0000) 90.0765(0.0000) 8.4195(0.0122) 0.0096(1.0000)
F1 6.4420(0.0111) 24.9129(0.0000) 102.7199(0.0000) 9.4931(0.0166) 0.0086(1.0000)
F2 0.3390(0.5604) 1.3029(0.2537) 5.3397(0.0208) 3.1920(0.0002) 0.0042(1.0000)
F2∶3 1.1842(0.2765) 0.0000(0.9974) 17.8719(0.0000) 3.2920(0.0002) 0.0584(0.3824)
E0 P1 3.5646(0.0590) 18.2294(0.0000) 95.3780(0.1035) 8.2496(0.0115) 0.0096(1.0000)
P2 3.5646(0.0590) 18.2294(0.0874) 95.3780(0.5347) 8.2496(0.1215) 0.0096(1.0000)
F1 2.9674(0.0850) 18.6210(0.0000) 112.1310(0.0000) 9.1941(0.0153) 0.0086(1.0000)
F2 1.9975(0.1576) 2.2509(0.1335) 0.2782(0.5979) 3.5021(0.3253) 0.0042(1.0000)
F2∶3 0.0740(0.7855) 0.6536(0.4188) 18.3838(0.0000) 3.1149(0.0902) 0.0397(0.8372)
E1 P1 4.1602(0.0414) 19.3183(0.0000) 93.7310(0.0000) 8.3011(0.0117) 0.0096(1.0000)
P2 4.1602(0.0414) 19.3183(0.0000) 93.7310(0.0000) 8.3011(0.0117) 0.0096(1.0000)
F1 7.6119(0.0058) 26.7112(0.0000) 99.7542(0.0000) 9.5936(0.0170) 0.0086(1.0000)
F2 0.0866(0.7685) 0.3651(0.5457) 12.6517(0.0004) 3.1534(0.0002) 0.0042(1.0000)
F2∶3 1.2685(0.2600) 3.2737(0.0704) 8.2673(0.0040) 3.2366(0.0002) 0.0603(0.3435)

表4

最佳模型遗传参数的估计"

一阶遗传参数
1st order genentic
parameter
估计值
Estimate
二阶遗传参数
2st order genentic
parameter
估计值Estimate
F2 F2∶3
m1(m) -50.12 σf2 2 255.52 518.02
m2 9.79 σmg2 4 092.64 1 640.26
m3 18.12 σpg2 1 737.52 0
m4 78.99 σp2 6 348.18 2 158.28
m5 22.92 σ2 518.02 518.02
da(d) 18.11 hmg2 64.47% 75.99%
db 18.43 hpg2 27.37% 0
ha(h) -14.51
hb 54.48
i 18.09
jab 55.18
jba -15.66
l -58.73
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