【摘 要】
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大豆作为我国重要的粮食作物,由于其富含高蛋白高油脂的特性,是搭建我国人民膳食结构的重要的一环,每年的消费量巨大。由于我国大豆的总产量、单位面积均与大豆产量大国有很
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大豆作为我国重要的粮食作物,由于其富含高蛋白高油脂的特性,是搭建我国人民膳食结构的重要的一环,每年的消费量巨大。由于我国大豆的总产量、单位面积均与大豆产量大国有很大差距。在高需求与产量不足的情况下,为了维持大豆供应只能依靠不断进口的方法。目前提高大豆产量已经上升到国家战略层面,越来越多育种家将主要攻坚目标瞄准了提高大豆产量这里。大豆产量是由株高、节间数、荚粒数等多性状控制的。固氮效率是控制大豆产量重要因素之一,提高固氮效率可以极大提高大豆的产量。目前固氮机制已经得到了初步的解析,但是还有许多待明确之处。发掘与固氮相关的基因,对提高大豆产量与解析固氮机制均有重大的意义。目前对基因发掘以及功能的鉴定多是采用反向生物遗传学的手段,由基因组水平入手,鉴定对性状的影响。这种方法虽然具有很多优点,但是其对目标性状的不确定性太大。而正向遗传学则是从表型研究开始,定位到与之相关的基因,虽然实验周期长,但是对控制目标性状的基因定位精准。本实验就是利用正向遗传学的方法,对控制大豆根瘤数的基因进行定位及初步功能解析。主要研究结果如下:1.利用固氮效率差异较大的野生大豆与栽培大豆进行杂交构建了一个RIL群体,根据RIL群体构建了一张总图距3403.94cM的遗传图谱,对结瘤数相关基因进行QTL定位,在QTL定位区间共检测到六个基因。2.利用生物信息学方法对QTL区间内的基因进行初步分析,得到一个高光诱导蛋白,两个蛋白激酶,一个小肽,一个未知功能的基因,一个C2H2转录因子。3.对所有六个基因在不同氮浓度营养液处理的不同大豆组织进行实时荧光定量PCR检测,发现了一个无论是在低氮还是无氮营养液处理的大豆根瘤中特异表达的基因。将它列为重点研究基因进行后续转化大豆毛状根,验证它的功能。4.构建过表达载体转化大豆毛状根观察表型,经过三次独立生物学重复实验,处理组的根瘤数均与对照组有显著性差异。证明过表达GmRSD可以有效调控大豆结瘤数目。
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