发掘大豆资源中灰斑病1号生理小种抗性优异等位变异

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2020.06.028

摘要/Abstract

摘要：

通过发掘大豆资源中抗灰斑病1号生理小种的优异等位变异和载体材料,为开展抗灰斑病品种分子设计育种提供理论基础。以205份大豆资源构建的自然群体为试验材料,对其进行灰斑病1号生理小种的抗性鉴定;利用117对SSR标记进行全基因组扫描,分析群体的遗传多样性和群体结构,应用GLM和MLM程序对标记与大豆灰斑病抗性开展关联分析。结果表明：205份大豆资源对灰斑病1号生理小种抗性遗传变异系数为20.90%;2个模型共检测到与灰斑病1号生理小种抗性关联的位点7个,表型变异解释率在7.58%~16.06%;发掘到增效等位变异36个,其中效应值较大的等位变异为Satt244-230（26.16）、Satt142-154（21.94）和Satt244-186（20.19）,携带上述3个等位变异的载体材料均为野生资源,3个典型材料分别为12C8646、12C8670和12C6175;育成品种中具有最大增效值的等位变异为Satt142-189（8.94）,有7个品种携带该等位片段,均为黑龙江品种,典型载体材料为东农43。上述信息可用于分子标记辅助选择育种和抗源筛选。

关键词: 大豆资源, 灰斑病, 1号生理小种, 抗性, 优异等位变异

Abstract:

In order to provide theoretical basis for molecular breeding of resistance varieties by mining the elite allele and carrier materials of Cercospora sojina Hara race 1 in soybean resources, the natural population composed of 205 soybean resources was to identify the disease resistance for Cercospora sojina Hara race 1 under the artificial condition. Population structure and genetic diversity was estimated on the basis of 117 simple sequence repeat (SSR) markers. Association mapping for soybean resistance was performed by GLM model and MLM model. The results showed that the value of coefficient of variation for the resistance in 205 resources was 20.90%. We identified 7 marker-trait associations which explained variance from 7.58% to 16.06%. Thirty-six positive alleles were revealed. Satt244-230 (26.16), Satt142-154 (21.94) and Satt244-186 (20.19) had the highest positive phenotypic effect, and their carrier varieties were 12C8646, 12C8670 and 12C6175, which were all wild resources. Satt142-189 (8.94) had the highest positive phenotypic effect in varieties, which was carried by seven varieties breeding in Heilongjiang province and the typical carrier material was Dongnong 43. The above information could be used for marker-assisted selection breeding and anti-source screening.

Key words: Soybean resources, Cercospora sojina Hara, Race 1, Resistance, Elite allele

王财金, 弟文静, 马淑梅, 王洋. 发掘大豆资源中灰斑病1号生理小种抗性优异等位变异[J]. 作物杂志, 2020 (6): 189–196

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图/表 9

表1

不同来源的205份大豆资源

类型Type	来源Origin	材料Material
A	黑龙江省育成品种（96份）	北豆5, 合丰16, 合丰23, 合丰25, 合丰29, 合丰32, 合丰34, 合丰36, 合丰39, 合丰41, 合丰42, 合丰44, 合丰47, 合丰50, 合丰51, 合丰52, 合丰53, 合丰54, 合丰55, 合丰56, 合农59, 合农61, 黑农37, 黑农40, 黑农44, 黑农48, 黑农51, 黑农52, 黑农58, 黑农68, 华疆2, 华疆4号, 金源55, 垦豆18, 垦丰14, 垦丰16, 垦丰17, 垦丰20, 垦丰22, 垦丰23, 垦农26, 垦农28, 绥农22, 绥农24, 北丰11, 北丰14, 北疆1号, 东农42, 东农43, 东农47, 东农48, 东农49, 东农50, 东农51, 东农52, 东农53, 东农55, 丰收06, 丰收24, 丰收25, 合丰05, 合丰22, 合丰30, 合丰35, 合丰40, 合丰45, 合丰57, 合农62, 合农63, 黑河10, 黑河11, 黑河12, 黑河14, 黑河15, 黑河16, 黑河18, 黑河19, 黑河20, 黑河21, 黑河22, 黑河23, 黑河24, 黑河25, 黑河26, 黑河39, 黑河43, 黑河44, 黑河49, 黑河50, 黑河51, 黑农69, 绥农4号, 绥农25, 绥农31, 红丰3, 垦豆25
B	外省育成品种（34份）	吉林1, 吉林2, 吉林11, 吉林12, 吉林14, 吉林17, 吉林18, 吉林19, 吉林25, 吉林28, 吉林29, 吉林30, 吉林32, 安丰1, 九农1, 九农2, 九农9, 白农1, 铁丰5, 铁丰22, 铁丰25, 辽豆3, 丹豆1, 丹豆2, 开育8, 通农8, 紫花4, 通农4, 长农5, 吉育95, 长农18, 长农24, 长农26, 长农27
C	地方品种（13份）	小白脐, 满地金, 玉石豆, 牛毛青, 一窝蜂, 黄毛豆, 龙油太, 黑滚豆, 茶色豆, 青扎豆, 蓑衣领, 嘟噜豆, 元宝金
D	野生资源（62份）	12C6211, 12C8757, 12C8760, 12C6208, 11C2638, 12NC1844, 12C8745, 12NC1806, 12NC1846 , 12NC1808, 12C8607, 12C6002, 12NC1848, 12NC1810, 12NC1854, 12C8619, 12NC1812, 12C8670, 12C8643, 12C8646, 12C6181, 12C6175, 12C8697, 12C8649, 12C8603, 12C8592, 12NC1838, 12NC1820, 12NC1822, 12C8631, 12C8595, 12C8769, 12C8598, 12C8601, 12C8721, 12NC1818, 12NC1816, 12NC1864, 12NC1814, 12NC1860, 12NC1858, 12C6166, 12NC1834, 12C8742, 12C5984, 12NC1842, 12NC1802, 12NC1804, 12C8589, 12C8766, 12NC1866, 12C8772, 12C8709, 12C6214, 12C8604, 12C6169, 12C8667, 12NC1852, 12C6061, 12C8625, 12C6277, 12NC1836

表1

表2

图1

表3

图2

图3

图4

表4

表5

参考文献 24

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分级 Grade	病情指数 Disease index	抗性评价 Resistance evaluation
1	0~20	高抗（HR）
2	21~40	抗病（R）
3	41~60	中抗（MR）
4	61~80	感病（S）
5	80以上	高感（HS）

来源 Origin	数量 No.	HR	R	MR	S	HS	病情指数范围 Range of disease index (%)	平均值 Average (%)	变异系数 Coefficient of variation (%)
A	96	1	22	53	20	0	12~72	52.17	21.76
B	34	0	1	15	18	0	40~68	59.41	9.61
C	13	0	2	4	6	1	22~82	57.54	24.87
D	62	0	15	28	19	0	28~68	53.66	22.47

模型 Model	位点 Marker	染色体 Chromosome	位置 Position	P	R² (%)
GLM	Satt387	3	36 576 654	0.0369	8.96
	Satt233	8	17 298 012	0.0367	9.05
	Satt332	11	22 137 813	0.0056	9.17
	Satt142	12	36 043 054	0.0189	16.06
	Satt309	13	1 736 305	0.0481	7.58
	Satt244	16	33 327 246	0.0200	13.09
	Satt431	16	35 718 476	0.0421	13.58
MLM	Satt332	11	22 137 813	0.0197	9.17

位点-等位变异 Locus-allele	表型效应 a_i	材料数 No.	典型载体材料 Typical material	位点-等位变异Locus-allele	表型效应 a_i	材料数 No.	典型载体材料Typical material
Satt332-219	16.16	7	12C8670	Satt387-211	7.19	4	12C8670
Satt332-248	1.37	109	东农43	Satt387-235	5.52	6	12NC1820
Satt332-240	0.43	34	12NC1838	Satt387-209	5.32	16	12C8646
Satt142-154	21.94	2	12C8670	Satt387-217	3.69	4	12C8667
Satt142-124	10.61	3	12C8721	Satt387-204	2.82	19	元宝金
Satt142-189	8.94	8	东农43	Satt387-197	1.00	101	东农43
Satt142-196	5.27	3	12NC1838	Satt431-265	18.16	2	12C8667
Satt142-165	5.08	7	12NC1820	Satt431-189	12.63	4	12C6175
satt142-150	3.65	7	12C8646	Satt431-254	9.13	2	12NC1838
satt142-163	1.94	3	12C6181	Satt431-234	8.51	16	东农43
Satt142-177	0.80	93	黑农44	Satt431-220	8.13	6	12C8646
Satt244-230	26.16	1	12C8646	Satt431-245	5.33	5	12C8670
Satt244-186	20.19	1	12C6175	Satt431-228	0.64	82	12NC1820
Satt244-178	3.22	72	东农43	Satt309-134	4.34	18	12C8646
Satt233-204	16.21	2	12C8760	Satt309-144	1.57	56	黑农48
Satt233-208	3.46	8	12C8646	Satt309-155	1.23	10	黑河15
Satt233-214	3.01	25	黑农48	Satt309-138	0.70	17	12C8643
Satt233-220	2.88	39	东农43	Satt309-147	0.32	45	东农43