野生大豆染色体片段代换系群体中与百粒重关联的野生片段及其候选基因

一年生野生大豆是栽培大豆的祖先,在长期驯化改良过程中,百粒重逐渐增大,阐明该变化的遗传基础,对大豆的进化研究与品种改良具有重要意义.为了解析大豆百粒重驯化的遗传基础,本研究以177份全基因组重测序的野生大豆染色体片段代换系(SojaCSSLP5)为材料,通过3个不同环境的表型评价,检测到13个与大豆百粒重相关的野生染色体片段,均具有减小大豆百粒重的加性效应,变幅为-0.49～-1.19 g,这与野生大豆具有较小百粒重相符.检测到的这些野生染色体片段分布在大豆11条染色体上,可以解释76.70％的表型变异,单个片段表型贡献率变幅为2.45％～15.14％.其中片段Gm03_LDB_15和Gm12_LDB_46的贡献率超过10％,为大豆百粒重由野生向栽培进化的大效应片段.结合双亲栽培大豆南农1138-2和野生大豆N24852的转录组数据和基因组数据,在这些区段内共预测到13个百粒重候选基因,涉及以下调控植物种子大小的途径:泛素蛋白激酶调控途径、G蛋白信号途径、裂原活化蛋白激酶途径、植物激素途径、转录调控因子途径和HAIKU途径.与前人利用栽培大豆的研究结果相比,本研究检测到13个大豆百粒重相关野生染色体片段中有4个片段是新检测到的,表明有9个野生染色体片段可能为野生大豆传递给栽培大豆的共享片段,而这4个新检测到的野生染色体片段相对应栽培片段可能为栽培大豆特有的进化片段.