soybean

作物学报ACTAAGRONOMICASINICA2022,48(8):19571976/

ISSN0496-3490;CN11-1809/S;CODENTSHPA9E-mail:***************

本研究由国家重点研发计划项目(2017YFD0101400)和中国农业科学院农业科技创新工程项目(2060302-2)资助。

ThisstudywassupportedbytheNationalKeyRearchandDevelopmentProgramofChina(2017YFD0101400)andtheAgriculturalScience

andTechnologyInnovationProgramofChineAcademyofAgriculturalSciences(2060302-2).

*通信作者(Correspondingauthors):孙君明,E-mail:******************;李斌,E-mail:***************

**同等贡献(Contributedequallytothiswork)

第一作者联系方式:怀园园,E-mail:*****************;张晟瑞,E-mail:*********************

Received(收稿日期):2021-07-16;Accepted(接受日期):2021-11-29;Publishedonline(网络出版日期):2021-12-13.

URL:/kcms/detail/

DOI:10.3724/SP.J.1006.2022.14127

大豆主要营养品质性状相关分子标记的育种应用潜力评价

怀园园**张晟瑞**武婷婷AZAMMuhammad李静孙石韩天富

李斌*孙君明*

中国农业科学院作物科学研究所/作物分子育种国家工程研究中心/农业农村部大豆生物学重点实验室,北京100081

摘要:大豆营养品质性状多为数量性状,受多基因调控。目前,已定位到大量与营养品质性状相关的分子标记,但

经过大豆育种群体验证的可用标记却很少。本研究以288份黄淮海地区选育的大豆品种和19份野生/半野生大豆种

质为材料组成大豆自然群体,利用近红外光谱法、气相色谱法和高效液相色谱法分析其蛋白质、脂肪、脂肪酸和异

黄酮组分含量;选用已报道的与营养品质性状紧密连锁的18个SSR标记,采用毛细管电泳方法进行基因型鉴定。采

用关联分析方法验证分子标记的选择效果,共检测出与脂肪含量关联的标记3个,与蛋脂总和关联的标记3个,与棕

榈酸关联的标记1个,与硬脂酸关联的标记1个,与油酸关联的标记2个,与亚麻酸关联的标记2个,同时发掘出这

些位点的优异等位变异,表明上述验证的分子标记可用于大豆营养品质分子育种中。

关键词:

大豆;品质性状;SSR标记;关联分析;优异等位变异

Potentialevaluationofmolecularmarkersrelatedtomajornutritionalquality

traitsinsoybeanbreeding

HUAIYuan-Yuan**,ZHANGSheng-Rui**,WUTing-Ting,AZAMMuhammad,LIJing,SUNShi,HAN

Tian-Fu,LIBin*,andSUNJun-Ming*

1InstituteofCropSciences,ChineAcademyofAgriculturalSciences/NationalEngineeringRearchCenterofCropMolecularBreeding/Key

LaboratoryofSoybeanBiology,theMinistryofAgricultureandRuralAffairs,Beijing100081,China

Abstract:Soybeannutritionalqualitytraent,a

largenumberofmolecularmarkersrelatedtoqualitytraitshavebeenlocated,buttherewerefewavailablemarkersverifiedin

study,welected288soybeanvarietiesfromHuang-Huai-Hairegionand19wild/

yzedtheirprotein,oil,fattyacid,andisoflavonecontentsbyNIR,

GC,cted18SSRmarkersclolylinkedtoqualitytraitstoidentifytheirgenotypesbycapillaryelec-

trophoresismethod,andverifythemolecularmarkersassociatedwithnutritionalqualitytraitsusingassociationanalysisbadon

ultsshowedthattherewerethreemarkersassociatedwithoilcontent,threemarkersassociated

withthecontentofproteinplusoil,onemarkerassociatedwithpalmiticacid,onemarkerassociatedwithstearicacid,twomarkers

associatedwitholeicacid,andtwomarkersassociatedwithlinolenicacid,andtheeliteallelesofthelociwerealsoinvestigated.

Ourstudyprovidedreliablemolecularmarkersforsoybeanqualitymolecularbreeding.

Keywords:soybean(l);qualitytraits;SSRmarkers;associationanalysis;eliteallele

大豆(l)是重要的粮饲兼用

作物,它不仅富含蛋白质和油脂,还含有异黄酮等

对人体有益的生物活性物质。随着人们生活水平提

高和消费结构升级,亟需培育高营养价值的大豆品

种,以满足人们日益增长的对功能健康营养绿色大

豆的消费需求。大豆蛋白是动物饲料最主要的植物

1958作物学报第48卷

蛋白来源。同时,大豆蛋白还含有人体必须的八种

氨基酸,是“最理想的蛋白来源之一”,相较于动物

蛋白,具有低热量、不含胆固醇、无激素与抗生素

超标风险等优点,能够调节人的脂质代谢,降低血

液中胆固醇浓度[1]。因此,培育高蛋白大豆是大豆育

种的重中之重。大豆脂肪酸组成决定豆油的品质。

硬脂酸和棕榈酸属于饱和脂肪酸,不易被人体消化

吸收,过量食入易诱发性心血管疾病[2];油酸、亚油

酸和亚麻酸为不饱和脂肪酸,具有抗氧化、保护心

脑血管的作用[3]。亚麻酸是DHA的合成前体,在神

经发育过程中发挥重要作用[4],但亚麻酸含有3个

不饱和键,易于氧化变质,导致大豆油酸败,产生

“哈喇味”,降低大豆油的货架期[5]。大豆异黄酮是一

种植物雌激素,能够缓解女性更年期综合症、改善

睡眠障碍所致的记忆损伤、调节肠道微生物群以及

抗肿瘤等功效[6-9]。高异黄酮大豆品种的选育可以提

升大豆的营养健康价值,对保障人民的生命健康具

有重要作用。

大豆营养品质性状多为数量性状,受多基因调

控且受环境条件的影响较大。关联分析(association

analysis)是目前数量性状遗传分析的主要手段之一,

筛选与目的性状紧密连锁的分子标记,对目标性状

进行间接选择,可应用于分子标记辅助育种,加快

育种进程。目前,利用双亲构建的重组自交系

(recombinantinbredline,RIL)分离群体,已定位到与

主要营养品质性状(蛋白质、脂肪、脂肪酸和异黄酮)

相关的分子标记有1165个(/,

截至2021年3月19日前)。上述分子标记大部分在

单一分离群体中被定位到,而缺少在大豆自然群体

中验证,限制了分子标记辅助育种中的应用。因此

本研究拟利用大豆自然育种群体为材料,针对营养

品质性状筛选出不同群体中重复检测到且表型遗传

解释率高的紧密连锁分子标记,采用关联分析方法

验证分子标记在大豆育种群体中的关联选择效果,

以期获得可用于大豆营养品质分子育种的实用分子

标记和优异等位变异位点,为大豆营养品质分子育

种提供可靠信息参考。

1材料与方法

1.1试验材料

本研究收集了2017年和2019年参加黄淮海地

区多点鉴定试验的大豆品种各114份和174份,由

中国农业科学院作物科学研究所大豆分子育种创新

研究组提供。另外,12份野生大豆和7份半野生大

豆由中国农业科学院作物科学研究所大豆基因资源

创新研究组提供(附表1和附表2)。2017年6月和

2019年6月,分别将供试大豆品种(系)种植于中国

农业科学院作物科学院研究所北圃场育种基地,采

用随机区组设计,3次重复,行长3.0m,行距0.5m,

株距0.1m。大豆籽粒成熟后及时收获,按株行收获

脱粒,用于分析大豆营养品质组分。

1.2大豆籽粒主要营养品质性状的检测

采用傅里叶近红外光谱分析仪(MATRIX-1,

Bruker,德国)扫描大豆籽粒样品,每个样品扫描3

次,采用光谱预测模型对大豆粗蛋白质和粗脂肪含

量进行预测,取3次检测结果的平均值为大豆粗蛋

白质和粗脂肪含量。

每品种取20粒籽粒,用磨样机(A10basic,IKA,

德国)研磨成粉末,用于脂肪酸组成和异黄酮含量

的检测。采用气相色谱法(GC)检测[10]大豆脂肪酸组

成,采用高效液相色谱法(HPLC)检测[11]大豆异黄

酮含量。

1.3SSR标记基因型检测

通过收集文献中报道的分子标记,从中筛选出

18个与大豆主要营养品质性状紧密连锁的SSR标记

作为评估对象,其中8个标记与蛋白质含量相关,4

个标记与脂肪含量相关,6个标记与异黄酮含量相关

(表1),并从SoyBa数据库(/)

中获得这些SSR的引物序列,委托北京擎科新业生

物技术有限公司合成FAM荧光修饰正向引物和未

修饰的反向引物。PCR反应体系为50ngDNA、1.5

µL10×PCRbuffer、1.5µL2.5mmolL–1dNTP混合

物、正反向引物各0.5µL(10µmolL–1)、0.2µLTaq

DNA聚合酶(2.5UµL–1),加ddH

2

O补足15µL。PCR

反应程序为94℃预变性3min;94℃变性30s,55℃

退火30s,72℃延伸30s,运行30个循环;再经72

℃延伸10min。利用ABI3730检测PCR扩增产物片

段长度,从而对各SSR标记进行分型[12]。

1.4数据统计分析

采用皮尔逊相关分析计算大豆不同营养品质性

状间的相关系数。使用GeneMarkerV2.2.0软件对基

因型分型数据进行处理分析。利用PowerMarker

V3.25软件分析等位基因频率、基因多样性和多态性

信息含量等基本统计量,并分别计算2个群体的遗

传距离数据,在MEGA7中利用UPGMA方法进行

聚类分析。利用Structure2.3.4软件,基于SSR分子

第8期怀园园等:大豆主要营养品质性状相关分子标记的育种应用潜力评价1959

1960作物学报第48卷

标记多态性进行群体结构分析,将MCMC(Markov

ChainMonteCarlo)开始时的不作数迭代(lengthof

burn-inperiod)设为50,000次,再将不作数迭代后的

MCMC设为50,000次。参数设置为K值选取1~10,

重复次数为3。利用StructureHarvester在线软件确

定最佳K值。

利用CLUMPP2.0软件合并Q矩阵。利用Tasl

2.1软件的一般线性回归模型(generallinearmodel,

GLM)对大豆基因型与营养品质性状进行关联分析。

在P<0.05时,标记与性状显著关联,R2值为表型遗

传解释率。

2结果与分析

2.1大豆主要营养品质性状表型数据分析

2017年和2019年收集到的黄淮海地区大豆多

点鉴定试验的品种共288份,对其主要营养品质性

状进行表型分析,结果显示,大豆异黄酮组分含量

的变异系数最大,表明参试大豆品种的异黄酮含量

的遗传多样性丰富;脂肪酸组分和油分含量变化次

之;蛋白质含量的变异系数较小,表明参试大豆品

种的蛋白质含量遗传变异较小(表2)。

野生大豆和栽培大豆在多个主要营养品质性状

上存在显著差异(表3)。野生大豆的脂肪含量、蛋脂

总和、油酸比例和硬脂酸比例均显著低于栽培大豆,

而蛋白质含量、棕榈酸比例、亚油酸比例、亚麻酸

比例和异黄酮含量均显著高于栽培大豆(表3)。2017

年收集的114份栽培大豆品种的主要营养品质性状

的平均变异系数变幅在3.22%~44.73%之间。在此基

础上,鉴定出了高蛋白(45%以上)材料39份,其中泛

豆1510的蛋白质含量最高(49.68%);高油品种

(21.5%以上)1份,为16品10(21.57%);高油酸品种

(35%以上)1份,为HN1018(35.91%);高异黄酮品种

(3700μgg–1以上)1份,为漯4903(3908.03μgg1)。

2017年19份野生大豆种质的脂肪、油酸、亚

麻酸含量变异较大,并鉴定出高蛋白质种质9份,

其中ZYD00412蛋白质含量最高(48.58%);高油酸

种质1份,为ZYD0001(39.62%);高异黄酮种质2

份,分别为ZYD00004(6439.62μgg1)和ZYD3880

(4010.06μgg–1)。

2019年收集的174份大豆品种主要营养品质性

状平均变异系数的变幅在3.49%~48.50%之间。鉴定

出高蛋白质品种18份,其中邯豆19的蛋白质含量

最高(47.38%);高油品种24份,其中中黄106的脂

肪含量最高(23.65%);高油酸品系1份,为商豆192

(35.16%);高异黄酮品种10份,其中皖豆37的异黄

酮含量最高(7136.78μgg–1)。

表2大豆品种主要营养品质性状的变异分析

Table2Variationanalysisofmajornutritionalqualitytraitsinsoybeancultivars

性状

Trait

年份

Year

极小值

Min.

极大值

Max.

均值

Mean

标准差

SD

变异系数

CV(%)

201736.1149.6843.922.345.33蛋白质

Protein(%)

201932.5047.3841.762.816.73

20177.3721.5717.892.4913.91脂肪

Oil(%)

201917.8723.6520.231.145.63

201752.9566.8261.822.714.38蛋脂总和

Protein+Oil(%)

201954.9766.2261.992.163.49

201710.1215.9911.920.978.11棕榈酸

Palmiticacid(%)

201910.0815.1311.790.756.36

20173.196.564.400.6113.77硬脂酸

Stearicacid(%)

20193.185.524.190.4611.03

201711.0039.6225.704.9619.28油酸

Oleicacid(%)

201917.3936.9826.053.9815.30

201739.8659.9851.123.556.94亚油酸

Linoleicacid(%)

201942.8561.8252.823.556.72

20174.3014.996.801.6724.56亚麻酸

Linolenicacid(%)

20192.997.245.160.6412.47

2017613.596439.621689.19846.0050.08异黄酮

Isoflavone(μgg–1)

2019607.757136.781978.17959.4848.50

第8期怀园园等:大豆主要营养品质性状相关分子标记的育种应用潜力评价1961

表3栽培大豆和野生大豆的5种主要营养品质性状差异比较

Table3Differenceoffivequality-relatedtraitsbetweencultivatedandwildsoybeans

性状

Trait

类型

Category

最小值

Min.

最大值

Max.

平均值

Mean

标准差

SD

变异系数

CV(%)

差异显著性

P-value

蛋白质Cultivateda36.1149.6843.792.305.25

Protein(%)Wild/mi-wildb40.2748.5844.702.515.61

0.1525

脂肪Cultivated15.0621.5718.701.065.65

Oil(%)Wild/mi-wild7.3716.8613.043.0723.52

1.9921E-07

蛋脂总和Cultivated56.8266.8262.492.013.22

Protein+oil(%)Wild/mi-wild52.9563.7257.742.824.89

5.6722E-07

棕榈酸Cultivated10.1114.6311.740.786.65

Palmiticacid(%)Wild/mi-wild10.1015.9912.981.279.82

0.0005

硬脂酸Cultivated3.196.564.470.5913.09

Stearicacid(%)Wild/mi-wild3.204.893.980.5814.45

0.0023

油酸Cultivated20.3735.9126.753.4913.04

OleicacidWild/mi-wild11.0034.9819.407.4038.15

0.0004

亚油酸Cultivated43.1156.1650.603.005.92

Linoleicacid(%)Wild/mi-wild39.8659.9854.224.909.04

0.0053

亚麻酸Cultivated4.309.096.370.8613.53

Linolenicacid(%)Wild/mi-wild4.8314.999.412.7228.91

0.0001

异黄酮Cultivated613.593908.031554.71695.4044.73

Isoflavone(μgg–1)Wild/mi-wild873.626439.632488.951187.9747.73

0.0033

a栽培种;b野生种/半野生种。

2.2大豆籽粒主要营养品质性状相关性分析

对307份栽培和野生大豆材料的主要营养品质

性状数据进行相关性分析发现,大豆籽粒中的蛋白

质含量与蛋脂总和、棕榈酸和亚麻酸比例存在极显

著的正相关(r=0.69***、r=0.19***和r=0.35***),与

脂肪含量、硬脂酸和油酸比例存在极显著的负相关

(r=–0.56***、r=–0.18***和r=–0.22***)。脂肪含量

与蛋脂总和、油酸比例存在极显著的正相关(r=

0.24***和r=0.38***),而与蛋白质、棕榈酸、亚麻酸、

异黄酮含量存在极显著的负相关(r=–0.56***、r=

–0.36***、r=–0.80***和r=–0.19***)。蛋脂总和与亚

麻酸存在极显著的负相关(r=–0.32***)。油酸与脂

肪、硬脂酸存在极显著的正相关(r=0.38***和r=

0.25***),与其他脂肪酸组分、异黄酮含量存在极显

著的负相关。异黄酮与亚油酸、亚麻酸含量存在极

显著的正相关(r=0.20***和r=0.22***),而与脂肪、

硬脂酸和油酸存在极显著的负相关(r=–0.18***、r=

–0.32***和r=0.21***)(图1)。

2.3基于SSR标记的大豆自然育种群体的遗传

多样性分析

利用18对SSR引物标记对大豆自然育种群体

进行遗传多样性分析发现,群体的遗传多样性水平

较高。18个标记在307份大豆材料中共检测出207

个等位变异,变幅为6~24个,其中Sat_289标记位

点的等位变异数最多(24个);Satt127、Satt281和

Satt581标记位点的等位变异数最少(6个),平均每

个标记11.5个等位变异,平均多态性信息含量为

0.60,高度多态性信息引物(PIC>0.5)占61%,标记

具有较好的多态性(表4)。

2.4基于SSR标记的大豆自然育种群体的聚类

分析

基于Nei’s遗传距离数据信息,利用UPGMA

对2017年和2019年2个自然育种群体进行聚类分

析表明,利用18个SSR标记可将307份大豆种质

大致分为4个亚群,亚群I包含16个大豆种质,主

要由野生型大豆(11份)和半野生型大豆(5份)组成;

亚群II包括74份大豆种质,主要以河南(36份)、

山东(14份)和安徽(13份)为主;亚群III包括205

个大豆种质,主要由以河北(42份)、北京(41份)和

山东(35份)为主;亚群IV包括12个大豆种质。大

部分野生大豆种质聚类在第I亚群,表明利用18个

SSR标记,基本上可以将野生大豆和栽培大豆进行

有效区分。来自河南和河北2个省份的大部分大豆

品种分别聚类在2个不同亚群中(图2),表明这2

个省份育种单位所利用的骨干育种亲本存在明显

的遗传远缘关系。

1962作物学报第48卷

图1307份大豆种质的营养品质性状间的Pearson相关系数

Fig.1Pearson’scorrelationcoefficientsamongqualitytraitsin307soybeanaccessions

*、**和***分别表示在0.05、0.01和0.001水平差异显著。PA:棕榈酸;SA:硬脂酸;OA:油酸;LA:亚油酸;LNA:亚麻酸;TIF:总

异黄酮。

*,**,and***indicatethesignificantdifferenceatthe0.05,0.01,and0.001probabilitylevels,:palmiticacid;SA:stearic

acid;OA:oleicacid;LA:linoleicacid;LNA:linolenicacid;TIF:totalisoflavone.

表418对SSR标记在大豆种质中的遗传多样性分析

Table4Diversityanalysisofsoybeanaccessionsbadon18SSRmarkers

标记

Marker

基因型数目

Genotypenumber

主等位基因频率

Majorallelefrequency

基因多样性

Genediversity

多态性信息含量

Polymorphisminformationcontent

Satt239120.27070.81100.7849

Satt12760.76430.38070.3396

Satt452120.50320.67650.6382

Satt11780.83440.29800.2900

Satt281200.54780.66560.6443

Satt29160.65290.46600.3742

Satt38470.79810.34720.3268

Satt063110.50800.65140.6029

Satt58160.65710.50170.4434

Satt190100.57190.59300.5393

Satt21780.75880.38990.3505

Satt367110.37820.78930.7665

SSR130230.20860.90010.8927

SSR175120.22360.85910.8437

Sat_217130.26050.85580.8408

Satt236110.47450.71440.6848

Sat_289240.21190.86290.8486

Satt17470.45280.60540.5231

第8期怀园园等:大豆主要营养品质性状相关分子标记的育种应用潜力评价1963

图2307份大豆种质的SSR标记的聚类分析图

Fig.2Clusterdendrogramof307soybeanaccessionsbadonSSRmarkers

亚群I:绿色;亚群II:橙色;亚群III:蓝色;亚群IV:黑色。

SubgroupI:green;SubgroupII:orange;SubgroupIII:blue;SubgroupIV:black.

2.5大豆主要营养品质性状的关联分析

采用Structure2.3.4软件对2017年和2019年的

大豆种质的SSR分子标记数据进行群体遗传结构分

析发现,在2017年大豆育种群体中,当K=3时,K

最大,推断供试群体中具有3个遗传结构不同的亚

群。在2019年大豆育种群体中,当K=2时,K最大,

推断供试群体中具有2个遗传结构不同的亚群。采

用Tasl软件的一般线性模型(GLM)分析方法对

2017年和2019年2个大豆自然育种群体的主要营

养品质性状进行关联分析发现,2017年大豆自然群

体所检测到的与营养品质性状关联位点明显多于

2019年的大豆自然育种群体(表5)。其具体关联标记

信息如下:

与脂肪含量显著关联的SSR标记位点最多(16

个),其表型变异解释率在6%~26%之间,特别是

Satt452、Satt117和Satt2173个位点在2个群体中同

时被检测到。与亚麻酸含量显著关联的位点有16个,

表型变异解释率在5%~30%,其中Satt127和Satt190

2个位点在2

个群体中同时被检测到;与油酸含量显

著关联的位点有12个,表型变异解释率在5%~28%,

其中Satt384和SSR1752个标记位点在2个群体中

同时被检测到;与亚油酸含量显著关联的位点有8

个,表型变异解释率在8%~25%;与棕榈酸含量显

著关联的位点有8个,表型变异解释率在5%~22%,

其中Satt384在2个群体中同时被检出到;与硬脂酸

含量显著关联的位点有3个,表型变异解释率在

4%~11%。与蛋白质含量显著关联的位点有6个,表

型变异解释率在3%~16%。与蛋脂总和含量显著关

联的位点有13个,表型变异解释率在3%~26%,特

别是Satt452、Satt117和Satt2363个位点在2个群

体中同时被检出到;与异黄酮含量显著关联的位点

有6个,表型变异解释率在5%~31%;所有18个

SSR标记均存在多个性状关联情况,特别是Satt452

关联的营养品质性状最多(8个),表明该位点是控制

主要营养品质性状的关键位点;而Satt063关联的营

养品质性状最少,仅与亚麻酸含量相关,表型变异

1964作物学报第48卷

解释率为16%。

2.6大豆主要营养品质性状相关联的SSR标记

优异等位变异分析

针对与大豆营养品质性状显著关联的位点,共

检测到对蛋白质、脂肪、脂肪酸和异黄酮组分含量

具有增效效应等位变异位点共有75个,减效效应的

共有71个(表6)。

对蛋白质含量具有增效效应的位点有4个,等

位变异有5个,其中增效表型效应最大的是Satt117-

A148。与其他等位变异相比,具有Satt117-A148等

位变异的大豆品种蛋白质含量增加2.45%,增效

5.87%,典型品种是邯豆19;具有减效效应的位点

有4个,等位变异有4个,减效表型效应最大的是

Satt452-A217,该等位变异在2个群体中均具有减效

效应,分别为–4.19%和–5.74%,典型品种分别为沧

豆09Y2和中黄105。

对脂肪含量具有增效效应的位点有16个,等位

变异有23个,其中Satt239-A189、Satt127-A226、

Satt452-A217、Satt384-A147、SSR130-A332和

SSR175-A213等位变异在2个群体中均具有增效效

应,其中Satt384-A147在2017年大豆育种群体中具

有21.57%的增效作用

,典型品种分别为16品10;具

有减效效应的位点有13个,等位变异有17个,减效

表型效应最大的是Satt384-A113,减效35.39%,该等

位变异仅存在野生大豆中,典型种质是ZYD3880。

对蛋脂总和具有增效效应的位点有4个,等位

变异有8个,增效效应最大的是Sat_289-A281,该

等位变异在2个群体中均具有增效效应,分别为

+2.77%和+1.96%,典型品种分别为14B2548和周

14042-15;具有减效效应的位点有7个,等位变异8

个,减效表型效应最大的是Satt384-A113,减效

7.60%,典型种质是ZYD3880。

对棕榈酸含量具有增效效应的位点有3个,等

位变异有3个,其中增效效应最大的是Satt384-

A113,增效12.51%,典型种质是ZYD00033;具有

减效效应的位点有4个,等位变异有4个,其中减效

表型效应最大的是Satt384-A147,该等位变异在2

个群体中均具有减效效应,分别为5.80%

和

5.93%,典型品种分别为濉科47和中黄103。

对硬脂酸含量具有增效效应位点有2个,等位

变异2个,分别为Satt127-A226和Satt174-A179,这

2个等位变异在2个群体中均具有增效效应;具有减

效效应的位点有2个,等位变异有2个,其中

Satt127-A229在2个群体中均具有减效效应,分别

为–10.07%和–5.68%,典型品种分别为泛豆9号和郑

1802。

对油酸含量具有增效效应的位点有9个,等位

变异有13个,其中增效效应最大的是Satt384-A147,

增效20.55%,典型品种为HN1018;具有减效效应

的位点有5个,等位变异有6个,其中减效表型效应

最大的是Satt384-A113,减效30.78%,典型种质分

别为ZYD3263。

对亚油酸含量具有增效效应的位点有5个,等

位变异有5个,其中增效效应最大的是Satt384-

A113,

增效7.12%,典型种质为ZYD3263。Satt367-

A222在2个群体中均具有增效效应,分别为+4.77%

和+4.04%,典型种质分别为ZYD00844和中作

09-32;具有减效效应的位点有8个,等位变异有12

个,其中减效表型效应最大的是Satt236-A235,减

效5.03%,典型品种为冀1817。

对亚麻酸含量具有增效效应的位点有6个,等

位变异有10个,其中增效效应最大的是Satt384-

A113,增效53.05%,典型种质为ZYD3880;具有减

效效应的位点有12个,等位变异有15个,其中减效

表型效应最大的是Satt384-A147,减效21.87%,典

型品种为安豆331。

对异黄酮含量具有增效效应的位点有5个,等位

变异有6个,其中Sat_217-A299在2个群体中均具有

增效效应,分别为37.94%和62.75%,典型品种为漯

4903和皖豆37;具有减效效应的位点有3个,等位变

异有

3个,其中减效表型效应最大的是Satt581-A140,

减效25.93%,典型品种为中作11-719。

其中Satt384-A113对蛋白质、棕榈酸、亚油酸、

亚麻酸均具有较大的增效效应,而对脂肪、蛋脂总

和油酸含量具有较大的减效效应,且该等位变异只

出现在野生大豆中(图3)。

2.7大豆营养品质性状优异等位变异应用潜力

分析

大豆营养品质性状大部分为多基因调控的数量

性状,主效基因对于表型的贡献率相对较小,需要

聚合多个优异基因才能有效的改良大豆营养品质相

关性状。以改良大豆油分品质为例,11个大豆品种均

聚合了至少12个脂肪含量增效等位变异,脂肪含量

变化范围为20.20%~22.39%,平均为21.22%,如图4

第8期怀园园等:大豆主要营养品质性状相关分子标记的育种应用潜力评价1965

图3Satt384-A113等位变异在2017年大豆育种群体中的表型效应

Fig.3PhenotypiceffectofSatt384-A113insoybeanbreedingpopulationin2017

PA:棕榈酸;OA:油酸;LA:亚油酸;LNA:亚麻酸。

PA:palmiticacid;OA:oleicacid;LA:linoleicacid;LNA:linolenicacid.

表5大豆营养品质性状显著关联的标记位点及其对表型变异的解释率

Table5Markerlociassociatedwithqualitytraitsandtheirexplainedphenotypicvariation

蛋白质

Protein

脂肪

Oil

蛋脂总和

Protein+oil

异黄酮

Isoflavone

棕榈酸

Palmiticacid

硬脂酸

Stearicacid

油酸

Oleicacid

亚油酸

Linoleicacid

亚麻酸

Linolenicacid

标记位点

Marker

2

Sat_2170.16*0.14**0.15**0.11*0.10*0.09*

Satt2390.26**0.18**0.08**0.15**0.14*0.22**

Satt1270.12**0.13**0.09**0.08*0.21**0.05*

Satt4520.10**0.25**0.08**0.19**0.08*0.31**0.22**0.21**0.14*0.30**

Satt1170.08**0.11**0.06*0.10*0.06*0.22**0.21**0.12**

Satt2810.27**0.26**0.29**0.19*0.11*0.28**0.25**0.33**

Sat_2890.27**0.24**0.22**0.32**

Satt3840.04*0.29**0.17**0.15**0.05*0.18**0.05*0.09*0.21**

Satt5810.11**0.07*0.08*0.10**0.13**

Satt2170.16**0.06**0.19**0.11**0.11**0.17**

Satt1740.03*0.05**0.08*0.04*

SSR1300.16**0.23**

Satt2910.06*0.03*0.09**

Satt0630.16**

Satt1900.12**0.10*0.07*

SSR1750.23**0.16**0.13*0.09*0.080.22**

Satt2360.07*0.12**0.14**0.08*0.08*0.080.13*

Satt3670.12**0.12*0.13**0.13**0.12**0.13**

*和**分别表示在0.05和0.01水平差异显著。

*and**indicatethesignificantdifferenceatthe0.05and0.01probabilitylevels,respectively.

1966作物学报第48卷

表6与大豆营养品质性状显著关联位点的等位变异对应表型效应

Table6Phenotypiceffectofmarkerallelesatlocisignificantlyassociatedwithsoybeanqualitytraits

性状

Trait

等位变异

Locus-allele

群体

Group

表型效应

Phenotypiceffect

典型品种

Typicalmaterial

蛋白质Sat_217-A293

2017

–1.35(–3.06)冀16-08Ji16-08

Protein

2019

–1.14(–2.71)中黄105Zhonghuang105

Satt452-A217

2017

–1.85(–4.19)沧豆09Y2Cangdou09Y2

2019

–2.43(–5.74)中黄105Zhonghuang105

Satt452-A211

2019

+1.22(+2.96)华育2号Huayu2

Satt174-A155

2019

+1.95(+4.69)邯豆19Handou19

Satt236-A214

2019

–1.56(–3.72)Vinton81

Satt384-A113

2017

+1.77(+4.04)ZYD00412

Satt384-A147

2019

–1.64(–3.80)中黄105Zhonghuang105

Satt384-A150

2019

+1.41(+3.39)华育2号Huayu2

Satt117-A148

2019

+2.45(+5.87)邯豆19Handou19

油分Satt239-A189

2017

+1.33(+7.58)16品1016Pin10

Oil

2019

+0.41(+2.04)KS3494

Satt239-A180

2019

–0.45(–2.22)洛豆1402Luodou1402

Satt239-A192

2019

+0.62(+3.08)Flint

Satt127-A226

2017

+1.01(+5.90)16品1016Pin10

2019

+0.43(+2.16)中黄105Zhonghuang105

Satt127-A229

2019

–0.72(–3.54)洛豆1402Luodou1402

Satt452-A217

2017

+1.64(+9.27)晋科3号Jinke3

2019

+0.94(+4.69)中黄106Zhonghuang106

Satt452-A211

2017

+1.13(+6.52)16品1016Pin10

Satt384-A147

2017

+3.32(+21.57)16品1016Pin10

2019

+0.53(+2.68)中黄106Zhonghuang106

Satt384-A113

2017

–6.52(–35.38)ZYD3880

SSR130-A332

2017

+1.51(+8.60)晋科3号Jinke3

2019

+0.93(+4.64)中黄106Zhonghuang106

SSR130-A350

2019

–0.56(–2.76)山宁27Shanning27

SSR130-A356

2019

–0.89(–4.39)华育2号Huayu2

SSR130-A323

2019

+0.76(+3.77)KS3494

SSR175-A213

2017

+1.43(+8.14)晋科3号Jinke3

2019

+0.78(+3.89)中黄105Zhonghuang105

SSR175-A222

2019

–0.55(–2.71)洛豆1402Luodou1402

Satt117-A142

2017

+1.47(+8.79)16品1016Pin10

Satt281-A179

2019

–0.84(–4.14)柳豆106Liudou106

Satt281-A230

2019

–0.87(–4.29)华育2号Huayu2

Satt281-A182

2017

+1.84(+10.89)16品1016Pin10

Satt291-A219

2019

+0.37(+1.85)中黄106Zhonghuang106

Satt291-A216

2019

–0.39(–1.92)菏豆46Hedou46

Satt581-A131

2017

+1.30(+7.61)邯15-296Han15-296

Satt581-A143

2017

–2.02(–11.07)ZYD3880

Satt581-A140

2017

+1.22(+6.89)16品1016Pin10

Satt190-A183

2017

+1.76(+10.45)16品1016Pin10

Satt190-A189

2017

–2.89(–15.92)ZYD3891

第8期怀园园等:大豆主要营养品质性状相关分子标记的育种应用潜力评价1967

(续表6)

性状

Trait

等位变异

Locus-allele

群体

Group

表型效应

Phenotypiceffect

典型品种

Typicalmaterial

Satt190-A186

2019

–0.75(–3.67)皖豆35Wandou35

Satt190-A222

2019

+0.99(+4.93)KS3494

Satt367-A210

2019

+0.77(+3.86)中黄106Zhonghuang106

Satt367-A216

2019

–0.68(–3.35)菏豆46Hedou46

Satt217-A251

2017

+2.44(+15.18)16品1016Pin10

Sat_217-A293

2019

+0.57(+2.83)中黄106Zhonghuang106

Sat_217-A281

2019

–0.63(–3.10)菏豆46Hedou46

Satt236-A220

2017

+1.46(+8.37)邯15-296Han15-296

Satt236-A235

2019

–0.79(–3.89)皖豆39Wandou39

Sat_289-A266

2017

+1.44(+8.14)16品1016Pin10

Sat_289-A269

2019

+0.44(+2.19)KS3494

Sat_289-A281

2019

–0.61(–3.00)洛豆1402Luodou1402

Sat_289-A254

2019

–0.64(–3.15)菏豆46Hedou46

Sat_289-A272

2019

+0.85(+4.21)中黄105Zhonghuang105

蛋脂总和Satt452-A211

2017

+1.18(+1.93)石788Shi788

Protein+Oil

2019

+0.92(+1.49)周14042-15Zhou14042-15

Satt452-A217

2019

–1.49(–2.39)石11893Shi11893

Satt367-A210

2017

–0.93(–1.50)ZYD3880

2019

–1.30(–2.08)石11893Shi11893

Satt367-A216

2019

+1.07(+1.73)周14042-15Zhou14042-15

2017

+1.54(+2.50)华豆22Huadou22

Sat_289-A281

2017

+1.71(+2.77)14B2548

2019

+1.21(+1.96)

周14042-15Zhou14042-15

Sat_289-A254

2019

+0.95(+1.54)圣豆106Shengdou106

Satt239-A192

2019

–1.60(–2.57)OACTalbot

Satt127-A226

2019

–0.88(–1.40)石11893Shi11893

Satt127-A229

2019

+1.06(+1.71)周14042-15Zhou14042-15

Satt384-A147

2019

–1.12(–1.78)石11893Shi11893

Satt384-A113

2017

–4.73(–7.60)ZYD3880

SSR130-A332

2019

–1.24(–1.99)石11893Shi11893

Satt236-A214

2019

–1.15(–1.85)Vinton81

棕榈酸Satt384-A147

2017

–0.74(–5.94)濉科47Suike47

Palmiticacid

2019

–0.32(–2.65)中黄103Zhonghuang103

Satt384-A113

2017

+1.48(+12.58)ZYD00033

Satt117-A142

2017

–0.72(–5.78)濉科47Suike47

Satt581-A140

2017

–0.54(–4.51)濉科47Suike47

Satt581-A143

2017

+0.69(+5.86)ZYD00033

Satt217-A251

2017

–0.56(–4.55)濉科47Suike47

Satt367-A228

2019

+0.93(+7.91)沧豆1340Cangdou1340

硬脂酸Satt127-A226

2017

+0.39(+9.46)GZ11-295

Stearicacid

2019

+0.32(+8.13)LS92-1800

Satt127-A229

2017

–0.45(–10.01)泛豆9号Fandou9

2019

–0.24(–5.68)郑1802Zheng1802

1968作物学报第48卷

(续表6)

性状

Trait

等位变异

Locus-allele

群体

Group

表型效应

Phenotypiceffect

典型品种

Typicalmaterial

Satt174-A179

2017

+0.38(+8.99)GZ11-295

2019

+0.18(+4.39)CF461

Satt174-A161

2017

–0.26(–5.77)泛豆9号Fandou9

油酸Sat_217-A284

2019

–2.55(–9.74)圣豆20Shengdou20

OleicacidSat_217-A299

2019

+3.13(+12.16)柳豆108Liudou108

Sat_217-A287

2017

–3.22(–12.37)ZYD3880

Satt217-A251

2017

+3.44(+14.84)HN1018

Satt236-A220

2017

+2.48(+9.92)HN1018

Satt236-A223

2019

–2.47(–9.32)中聊606Zhongliao606

Satt236-A235

2019

+2.83(+11.00)商豆192Shangdou192

Satt239-A180

2019

+2.42(+9.47)商豆192Shangdou192

Satt367-A231

2019

+2.24(+8.73)郑1808Zheng1808

Satt384-A113

2017

–8.14(–30.8)ZYD3263

Satt384-A147

2017

+4.58(+20.55)HN1018

Satt384-A150

2019

+1.93(+7.49)郑1808Zheng1808

Satt452-A217

2017

+3.12(+12.28)汾豆98Fendou98

Satt581-A140

2017

+2.82(+11.16)HN1018

Satt581-A143

2017

–3.04(–11.55)ZYD3880

SSR175-A213

2017

+3.44(+13.76)濉科47Suike47

SSR175-A216

2019

–1.89(–7.21)中聊606Zhongliao606

SSR175-A234

2019

+1.59(+6.19)冀1817Ji1817

SSR175-A243

2019

+2.23(+8.64)商豆192Shangdou192

亚油酸Satt367-A222

2017

+2.44(+4.79)ZYD00844

Linoleicacid

2019

+2.13(+4.04)中作09-32Zhongzuo09-32

Satt367-A231

2019

–2.20(–4.14)冀1817Ji1817

Sat_217-A299

2019

–2.50(–4.71)冀1817Ji1817

Satt236-A220

2017

–1.71(–3.31)HN1018

Satt236-A223

2019

+2.21(+4.22)宁豆6号Ningdou6

Satt236-A235

2019

–2.67(–5.03)冀1817Ji1817

Satt239-A174

2017

–1.64(–3.19)中作11-58Zhongzuo11-58

Satt239-A180

2019

–1.93(–3.63)商豆192Shangdou192

Satt239-A189

2019

+1.21(+2.30)宁豆6号Ningdou6

Satt281-A179

2019

–2.19(–4.13)冀1817Ji1817

Satt384-A113

2017

+3.61(+7.11)ZYD3263

Satt384-A147

2017

–2.31(–4.37)HN1018

Satt384-A150

2019

–1.93(–3.64)泛豆24Fandou24

Satt452-A217

2017

–2.45(–4.77)中作11-58Zhongzuo11-58

SSR175-A213

2017

–2.56(–4.95)中作11-58Zhongzuo11-58

SSR175-A216

2019

+1.52(+2.88)中聊606Zhongliao606

SSR175-A243

2019

–2.25(–4.24)商豆192Shangdou192

亚麻酸Sat_217-A284

2019

+0.38(+7.40)圣豆20Shengdou20

LinolenicacidSat_217-A287

2017

+1.14(+17.06)ZYD3880

Sat_289-A254

2019

+0.28(+5.47)山宁33Shanning33

Sat_289-A269

2019

–0.22(–4.22)宁豆6号Ningdou6

Satt063-A104

2017

+2.20(+33.53)ZYD3880

Satt063-A125

2019

–0.38(–7.32)中黄103Zhonghuang103

Satt063-A143

2017

0.59(–8.32)GZ11-295

第8期怀园园等:大豆主要营养品质性状相关分子标记的育种应用潜力评价1969

(续表6)

性状

Trait

等位变异

Locus-allele

群体

Group

表型效应

Phenotypiceffect

典型品种

Typicalmaterial

Satt063-A146

2019

+0.42(+8.18)徐0117-26Xu0117-26

Satt127-A226

2017

–0.70(–9.60)GZ11-295

Satt127-A223

2019

–0.77(–14.83)中黄106Zhonghuang106

Satt190-A222

2019

–0.54(–10.31)宁豆6号Ningdou6

Satt217-A251

2017

–1.38(–17.67)安豆331Andou331

Satt236-A220

2017

–0.73(–10.43)GZ11-295

Satt239-A174

2019

+0.24(+4.70)沧豆1327Cangdou1327

Satt281-A182

2017

–0.72(–10.05)GZ11-295

Satt281-A212

2019

+0.32(+6.25)沧豆1327Cangdou1327

Satt367-A210

2019

–0.36(–6.81)宁豆6号Ningdou6

Satt367-A225

2019

+0.27(+5.27)沧豆1327Cangdou1327

Satt384-A113

2017

+3.45(+53.11)ZYD3880

Satt384-A147

2017

–1.78(–21.91)安豆331Andou331

Satt452-A211

2017

–0.62(–8.78)ZYD0001

Satt581-A131

2017

–0.63(–8.81)安豆331Andou331

Satt581-A140

2017

–0.75(–10.86)HN1018

Satt581-A143

2017

+1.07(+16.25)ZYD3880

SSR175-A213

2017

–0.78(–11.23)GZ11-295

异黄酮Sat_217-A299

2017

+563.95(+37.94)漯4903Luo4903

Isoflavone

2019

+1175.52(+62.73)皖豆37Wandou37

SSR175-A234

2017

+449.85(+30.75)柳豆104Liudou104

SSR175-A210

2017

–417.28(–25.93)中作11-719Zhongzuo11-719

Satt452-A211

2019

+335.85(+18.66)皖豆37Wandou37

Satt452-A217

2019

–343.70(–16.88)中作181Zhongzuo181

Satt281-A212

2019

+511.80(+26.98)皖豆37Wandou37

Satt281-A179

2019

+507.28(+26.45)徐0118-9Xu0118-9

Satt174-A179

2019

–355.20(–16.83)中作181Zhongzuo181

Satt174-A155

2019

+692.86(+36.62)山宁36Shanning36

等位变异表型效应=携带某等位变异的所有材料表型均值不携带某等位变异的所有材料表型均值。蛋白质、脂肪、蛋脂总和以及脂

肪酸组分关联位点的优异等位变异表型效应单位为%,异黄酮的单位为μgg1;括号内数字为等位变异效应比例,等位变异效应比例=

等位变异表型效应/不携带该等位变异的所有材料表型均值,单位为%。等位变异表示方法如下:Sat_217-A293,表示标记Sat_217

的等位变异片段大小293bp。

Thephenotypiceffectofallele=theaveragephenotypiceffectofallmaterialsthatcarrythealleletheaveragephenotypiceffectofallmate-

notypiceffectunitofelitealleleofprotein,oil,proteinplusoilandfattyacidcompositionrelated

locusixpresdas%,theunitofisoflavoneisμgg1;thenumberinbracketsistheproportionofalleleeffect,theproportionofallele

effect=thephenotypiceffectofallele/theaveragephenotypiceffectofallmaterialsthatdonotcarrytheallele,theunitis%.Locusalleles

wereexpresdasfollow:Sat_217-A293reprentsthatthefragmentlengthofSat_217was293bp.

图4聚合多个脂肪增效等位变异的大豆品种

Fig.4Soybeancultivarswithhigh-oilcontentthataggregatemultipleoil-positivealleles

红色:增效等位变异;绿色:减效等位变异;蓝色:无效等位变异。

Red:positiveallele;Green:negativeallele;Blue:nullallele.

1970作物学报第48卷

所示。Satt127-A226、Satt217-A251、Satt581-A140、

Satt384-A147和Satt452-A217等对脂肪、油酸具有

增效效应,对亚麻酸具有减效效应,可选含有这些

等位变异的材料用于高油酸和低亚麻酸含量大豆品

种的培育;以提高大豆品种异黄酮含量为例,选择

具有Sat_289-A254、Sat_217-A299和Satt367-A231

等异黄酮增效等位变异的材料进行杂交配置,可以

加快选育出高异黄酮含量的大豆品种;Satt452-A211

对蛋白质、脂肪、蛋脂总和以及异黄酮均具有增效

作用,可针对蛋白质、脂肪、油酸、亚麻酸等相关

的不同等位变异在杂交后代中选择符合不同营养品

质育种目标的大豆新品种。

3讨论

3.1不同营养品质性状间极高的相关性可以有

效指导大豆营养品质育种

本研究对307份栽培和野生大豆种质的主要营

养品质性状表型数据进行相关性分析发现,蛋白质

和脂肪之间存在显著的负相关,与前人的研究相一

致[31-32]。而油酸与亚油酸、亚麻酸呈极显著负相关,

亚油酸与亚麻酸呈极显著正相关,这些营养品质性

状之间相关性在不同生态条件下均表现非常稳定,

与多数报道结论相一致[33-34]。另外,蛋白质与油酸、

亚油酸和异黄酮含量呈显著正相关关系,表明通过

筛选高蛋白的大豆品种可以间接筛选出高不饱和脂

肪酸和高异黄酮的大豆品种[35]。因此,对于在不同

生态条件下相关性稳定的性状,如蛋白质与脂肪、

亚油酸与亚麻酸、异黄酮与油酸等,可以直接改良

某个性状的同时可对其相关性状进行间接改良。

3.2大豆营养品质性状相关分子标记可用于营

养品质分子标记辅助育种

众所周知,大豆营养品质性状多是数量性状,

受多基因调控,且受环境条件的影响也较大。利用

常规育种开展大豆营养品质育种,不仅育种周期

长、效率低,且营养品质的检测费用极高,而利用分

子标记辅助育种可明显加快育种进程,降低检测成

本。目前,已报到与大豆主要营养品质性状相关的

分子标记超千个(/),而真正

可用于大豆营养品质分子标记辅助育种的却寥寥无

几。本研究利用2个大豆自然育种群体为材料,并

根据前人的研究报道选择了大豆营养品质性状遗传

解释率高的18个SSR标记(表1),采用关联分析方

法验证所选分子标记的可靠性。结果显示所选的18

个SSR标记在大豆自然群体中均可检测到与单一或

多个营养品质组分相关联,证明了本研究选用的分

子标记是相对可靠且可用的,特别Satt384位点同时

检测到与蛋白质、脂肪、棕榈酸、油酸、亚油酸和

亚麻酸含量关联,该标记存在113bp、147bp、150bp

和153bp等6种不同的等位变异,其中Satt384-

A113等位变异只出现在野生大豆中,对蛋白质、棕

榈酸、亚油酸和亚麻酸均具有增效作用,而对脂肪、

蛋脂总和油酸比例具有减效作用。Satt384-A147等

位变异也与高油含量性状连锁。Shibata等[36]和葛振

宇等[22]分别利用栽培大豆和野生大豆构建的重组自

交系群体同样定位到Satt384标记与脂肪含量相关,

且表型变异解释率分别为22.7%和21.1%。另外,利

用不同的作图群体,在Satt384位点附近也定位到与

亚麻酸[36]和蛋白质[37]含量相关的QTL。基于大豆自

然群体的GWAS分析,同样发现Satt384位点与脂肪

含量相关,且为大豆驯化的选择区域[38],其

Satt384-A147等位变异在驯化的过程被选择到。由

此可见,该位点是调控大豆蛋白质和脂肪积累的关

键热点区域。Satt384位于15号染色体4054490附

近(/),该位点位于Seedpro-

tein30-3和Seedoil32-1中[14,36],该区间定位到

GmSWEET39(Glyma.15G049200)基因为该位点的主

效基因,可调控大豆蛋白和脂肪含量[39-40]。下一步

我们可以利用带有Satt384-A113等位变异的大豆种

质和Satt384-A147等位变异的种质配置杂交组合,

构建大豆遗传分离群体,定位关键候选基因,并验

证基因功能;此外,Satt384-A113基因型材料的蛋白

质含量显著高于其他基因型材料,因此可将Satt384-

A113基因型导入到其他材料中,以提高后代育种材

料的蛋白质含量。综上所述,本研究所筛选的18个

SSR标记,特别是经过大豆自然育种群体验证,在多

个营养品质性状和多年同时检测到的标记可靠性较

高,可以用于大豆营养品质的分子标记辅助育种。

3.3分子设计育种可以加速大豆营养品质聚合育

种进程

目前,分子设计育种中广泛应用的分子标记主

要包括SSR、InDel和SNP等。其中SSR基于PCR

技术的分子标记,与SNP和InDel这些新型的功能

基因标记相比较,标记分布密度低,且标记的遗传

效应值依赖于标记与基因的连锁紧密程度,筛选优

异种质效率低于功能基因标记[41]。但是,SSR具有高

度重复性和丰富的多态性等优点,对于作物的分子

第8期怀园园等:大豆主要营养品质性状相关分子标记的育种应用潜力评价1971

标记辅助选择育种等方面仍有着重要的意义。在后

基因组时代,基因组辅助分子设计育种,可加快作

物品种的育种进程。通过全基因组重测序和高通量

基因分型评估种质中关键等位基因变异对性状的

影响潜力对于分子设计育种具有重要意义[42]。目前,

利用与大豆重要性状相关的分子标记对种质进行

基因型快速鉴定的报道主要集中在大豆抗病育种

方面。在大豆品质育种方面,针对大豆种子中可溶

性糖基因开发的KASP标记,可实现在可溶性糖含

量低的品系中选择效率达90%,而对可溶性糖含量

高的品系的选择效率为66.33%[43]。另外,通过开

发针对Kunitz型胰蛋白酶抑制剂(KIT)相关的KASP

标记,实现了对低KTI含量的品系具有86％的选择

效率[44]。本研究所筛选的关联标记,通过12个脂肪

含量增效等位变异的聚合,可实现对大豆油分改良

(图4)。由此可见,对于大豆营养品质性状而言,通

过分子设计聚合育种,可加速育种进程,从而实现

大豆营养品质性状的快速遗传改良。

4结论

本研究对2017年和2019年参加黄淮海地区多

点鉴定的大豆品种的5种营养品质性状进行含量检

测,鉴定出一系列营养品质性状优异的大豆品种,

并评价了18对SSR标记对5种主要营养品质性状

的关联效果,共检测出与脂肪含量关联的标记3个,

与蛋脂总和关联的标记3个,与棕榈酸关联的标记1

个,与硬脂酸关联的标记1个,与油酸关联的标记2

个,与亚麻酸关联的标记2个,为大豆营养品质分

子育种提供了可靠的分子标记和丰富的育种亲本。

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附表12017年收集的114份黄淮海地区大豆品种和19份野生/半野生大豆种质

TableS1OnehundredandfourteensoybeancultivarscollectedfromHuangHuaiHaivalleyregionand19wild/mi-wildsoybean

accessionsin2017

编号

Number

材料

Accession

编号

Number

材料

Accession

AH.1皖宿0922Wansu0922HN.14濮豆793Pudou793

AH.2濉科45Suike45HN.15商豆1701Shangdou1701

AH.3濉科47Suike47HN.16周11121-3-1-2Zhou11121-3-1-2

AH.4皖豆0954Wandou0954HN.17漯5901Luo5901

AH.5皖宿1120Wansu1120HN.18郑1427Zheng1427

AH.6柳豆104Liudou104HN.19周11005-10-4-6Zhou11005-10-4-6

AH.7柳豆109Liudou109HN.20漯4903Luo4903

BJ.1中黄203Zhonghuang203HN.21安豆5451Andou5451

BJ.2中作J141085ZhongzuoJ141085HN.22安豆115Andou115

BJ.3中作J14558ZhongzuoJ14558HN.23郑15339Zheng15339

BJ.4中作08-08Zhongzuo08-08HN.24泛豆9号Fandou9

BJ.5中作11-58Zhongzuo11-58HN.25泛豆1510Fandou1510

BJ.6中作10-732Zhongzuo10-732HN.26商豆1712Shangdou1712

BJ.7中黄320Zhonghuang320HN.27商豆H28ShangdouH28

BJ.8中黄73Zhonghuang73HN.28周11019-2-1Zhou11019-2-1

BJ.9中黄78Zhonghuang78HN.29洛1305Luo1305

BJ.10中作11-11Zhongzuo11-11HN.30洛1330Luo1330

BJ.11中作11-54Zhongzuo11-54HN.31安豆6215Andou6215

BJ.12中作11-719Zhongzuo11-719SD.1鲁0126Lu0126

BJ.13中黄13(ck)Zhonghuang13SD.2鲁0315-9Lu0315-9

BJ.14中作11-516Zhongzuo11-516SD.3山大1号Shanda1

BJ.15中作11-817Zhongzuo11-817SD.4鲁0305-1Lu0305-1

BJ.16中黄321Zhonghuang321SD.5潍豆12Weidou12

BJ.17中作10-24Zhongzuo10-24SD.6圣豆7Shengdou7

BJ.18中作10-43Zhongzuo10-43SD.7圣豆8Shengdou8

BJ.19中作J13319ZhongzuoJ13319SD.8道秋17Daoqiu17

1974作物学报第48卷

(续附表1)

编号

Number

材料

Accession

编号

Number

材料

Accession

BJ.20中作J13162ZhongzuoJ13162SD.9华豆23Huadou23

GS.1安豆331Andou331SD.10菏豆34Hedou34

GS.2陇黄3号Longhuang3SD.11菏豆40Hedou40

GS.3GZ11-295SD.12济J14085JiJ14085

HB.1沧豆0605Cangdou0605SD.13济J14110JiJ14110

HB.2沧豆09Y2Cangdou09Y2SD.14鲁0305-2Lu0305-2

HB.3邯15-324Han15-324SD.15潍豆13Weidou13

HB.4邯13-429Han13-429SD.16圣豆4号Shengdou4

HB.5HN1029-1SD.17圣豆17Shengdou17

HB.6HN1018SD.18道秋16Daoqiu16

HB.7石501Shi501SD.19道秋21Daoqiu21

HB.8石273Shi273SD.20华豆22Huadou22

HB.9冀16-08Ji16-08SD.21济J14109JiJ14109

HB.10冀16-J16Ji16-J16SX.1汾豆98Fendou98

HB.11HN0901SX.2晋遗57Jinyi57

HB.12邯15-296Han15-296SX.316品316Pin3

HB.13邯15-685Han15-685SX.416品1016Pin10

HB.14石1179Shi1179SX.5汾豆103Fendou103

HB.15石1064Shi1064SX.6晋科3号Jinke3

HB.16冀16-J10Ji16-J10SX.7晋遗53Jinyi53

HB.17邯13-99Han13-99SX.a14B2548

HB.18石1415Shi1415Semi-wild.1ZYD00411

HB.19冀16-12Ji16-12Semi-wild.2ZYD3612

HB.20邯13-25Han13-25Semi-wild.3ZYD00404

HB.21邯14-34Han14-34Semi-wild.4ZYD00844

HB.22石788Shi788Semi-wild.5ZYD1834

HB.a中豆4901Zhongdou4901Semi-wild.6ZYD0001

HB.b中豆5701Zhongdou5701Semi-wild.7F0554

HN.1安豆1498Andou1498Wild.1ZYD4

HN.2洛1407Luo1407Wild.2ZYD3880

HN.3洛1408Luo1408Wild.3ZYD00004

HN.4濮豆561Pudou561Wild.4ZYD00412

HN.5周09094-3-4Zhou09094-3-4Wild.5ZYD00410

HN.6洛1304Luo1304Wild.6ZYD00033

HN.7洛1419Luo1419Wild.7ZYD00851

HN.8安豆5240Andou5240Wild.8ZYD1896

HN.9安豆6271Andou6271Wild.9ZYD2512

HN.10郑15234Zheng15234Wild.10ZYD3767

HN.11郑16175Zheng16175Wild.11ZYD3891

HN.12泛豆13Fandou13Wild.12ZYD3263

HN.13泛豆1301Fandou1301

第8期怀园园等:大豆主要营养品质性状相关分子标记的育种应用潜力评价1975

附表22019年收集的174份黄淮海地区的大豆品种

TableS2OnehundredandventyfoursoybeancultivarscollectedfromHuang-Huai-Haivalleyregionin2019

编号

Number

材料

Accession

编号

Number

材料

Accession

AH.8濉科55Suike55HN.36泛豆21Fandou21

AH.9皖宿118Wansu118HN.37泛豆24Fandou24

AH.10皖豆37Wandou37HN.38濮豆876Pudou876

AH.11皖华518Wanhua518HN.39郑1803Zheng1803

AH.12柳豆108Liudou108HN.40郑1824Zheng1824

AH.13宁豆6号Ningdou6HN.41洛豆1402Luodou1402

AH.14柳豆106Liudou106HN.42周14042-15Zhou14042-15

AH.15皖宿132Wansu132HN.43泛豆13Fandou13

AH.16皖宿139Wansu139HN.44周11017-18Zhou11017-18

AH.17阜豆1803Fudou1803HN.45濮豆748Pudou748

AH.18阜豆1811Fudou1811HN.46泛豆23Fandou23

AH.19皖宿013Wansu013HN.47周14054-10Zhou14054-10

AH.20皖豆35Wandou35HN.48郑1806Zheng1806

AH.21皖豆39Wandou39HN.49商豆191Shangdou191

AH.22皖豆1093Wandou1093HN.50商豆192Shangdou192

AH.23皖宿116Wansu116HN.51漯8819Luo8819

AH.24阜豆1813Fudou1813JS.1徐0118-9Xu0118-9

AH.25皖豆0589Wandou0589JS.2徐豆13Xudou13

AH.26皖豆33Wandou33JS.3徐0117-26Xu0117-26

AH.27皖豆0630Wandou0630JS.4苏夏HT020SuxiaHT020

AH.28皖豆0847Wandou0847NX.1宁黄34Ninghuang34

AH.29濉科68Suike68SD.22道秋32Daoqiu32

AH.30濉科71Suike71SD.23华豆36Huadou36

AH.31益科豆1868Yikedou1868SD.24圣育8号Shengyu8

AH.32阜豆17187Fudou17187SD.25华育3号Huayu3

AH.33濉科69Suike69SD.26圣育6号Shengyu6

BJ.21中作11-69Zhongzuo11-69SD.27圣育26Shengyu26

BJ.22中黄106Zhonghuang106SD.28圣豆20Shengdou20

BJ.23中黄107Zhonghuang107SD.29圣育5号Shengyu5

BJ.24中品18P019Zhongpin18P019SD.30华豆21Huadou21

BJ.25科豆36Kedou36SD.31华豆30Huadou30

BJ.26中黄109Zhonghuang109SD.32菏豆44Hedou44

BJ.27科豆39Kedou39SD.33嘉黄34Jiahuang34

BJ.28中作182Zhongzuo182SD.34山宁35Shanning35

BJ.29中作11-518Zhongzuo11-518SD.35圣豆21Shengdou21

BJ.30中黄223Zhonghuang223SD.36圣豆23Shengdou23

BJ.31中作181Zhongzuo181SD.37华豆38Huadou38

BJ.32中黄103Zhonghuang103SD.38腾育11Tengyu11

BJ.33中黄330Zhonghuang330SD.39菏豆46Hedou46

BJ.34科豆26Kedou26SD.40腾育3号Tengyu3

BJ.35中作09-32Zhongzuo09-32SD.41华豆29Huadou29

BJ.36科豆34Kedou34SD.42济J14187JiJ14187

BJ.37中作11-01Zhongzuo11-01SD.43华豆37Huadou37

BJ.38中作184Zhongzuo184SD.44圣豆6号Shengdou6

1976作物学报第48卷

(续附表2)

编号

Number

材料

Accession

编号

Number

材料

Accession

BJ.39中黄329Zhonghuang329SD.45山宁33Shanning33

BJ.40中黄222Zhonghuang222SD.46山宁34Shanning34

BJ.41中黄225Zhonghuang225SD.47道秋6号Daoqiu6

BJ.42科豆37Kedou37SD.48山宁27Shanning27

BJ.43中作J16270ZhongzuoJ16270SD.49山宁36Shanning36

BJ.44中作J14722ZhongzuoJ14722SD.50圣豆103Shengdou103

BJ.45中黄226Zhonghuang226SD.51华育2号Huayu2

BJ.46中聊606Zhongliao606SD.52圣豆106Shengdou106

BJ.47中黄105Zhonghuang105SX.8汾豆106Fendou106

BJ.48中作187Zhongzuo187SX.9汾豆105Fendou105

HB.23沧豆1327Cangdou1327SX.10品18Pin18

HB.24邯15-105Han15-105SX.b陕豆10号Shaandou10

HB.25邯17-638Han17-638SX.c陕豆5号Shaandou5

HB.26正岩169Zhengyan169SX.d西农28Xinong28

HB.27沧豆477Cangdou477SX.e延豆6号Yandou6

HB.28冀18J32Ji18J32SX.f延豆8号Yandou8

HB.29石116Shi116SX.g陕青豆1号Shaanqingdou1

HB.30邯豆18Handou18NO.15Holt

HB.31邯豆13Handou13NO.16OACTalbot

HB.32石12503Shi12503NO.18Flint

HB.33邯16-279Han16-279NO.19Burlison

HB.34冀1817Ji1817NO.20Athow

HB.35邯豆15Handou15NO.24NS93-4118

HB.36冀1801Ji1801NO.25Flyer

HB.37邯豆19Handou19AD28Vinton81

HB.38石11893Shi11893AD29Olympus

HB.39冀18j30Ji18J30AD32LN92-12054

HB.40邯17-76Han17-76AD33LN92-7369

HB.41冀1812Ji1812AD34Jack

HB.42沧豆1340Cangdou1340AD35Iroquois

HB.43石773Shi773AD36Dilworth

HB.44CDY1004AD37LN89-5699

HB.45石405Shi405AD39KS3494

HB.46石406Shi406AD40Dennison

HB.c中豆5901Zhongdou5901AD42IL2

HB.d中豆6501Zhongdou6501AD43Kottman

HB.e中豆6301Zhongdou6301AD46Corsica

HB.f中豆4701Zhongdou4701AD48Omaha

HB.g中豆5101Zhongdou5101AD49LS92-1800

HN.32周14039-9Zhou14039-9AD50Calhoun

HN.33洛豆16112Luodou16112AD51LD00-2817P

HN.34郑1802Zheng1802AD52CF461

HN.35郑1808Zheng1808AD53Pennyrile