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大豆是短日照作物,光周期反应复杂,研究并认识光周期对大豆生长发育的影响,对指导大豆育种、推广具有十分重要的意义。本研究选用有代表性的不同光周期类型的20个大豆品种,研究了广州地区大豆光周期反应的特点及品种的适应性等问题。同时,在调查4组杂交F2代群体生育期性状分离的基础上,选用中豆31×B13的182个株系对生育期性状进行QTL定位,研究了大豆生育期光周期反应的分子调控机制。通过这两方面的研究,得出的主要结论有以下几点:
(1)大豆光周期反应过程中,花前期与花后期影响全生育期的效果基本相同。从各生育期与各农艺性状的相关系数看,生育期对农艺性状的影响次序为:花后期>全生育期>花前期,说明花后期对大豆生长发育的影响程度较大。
(2)明确了广州地区大豆的最佳播种时期:春大豆,3月中、下旬;夏大豆,7月上、中旬。生产上,适宜播种时间还可延伸的范围为:春大豆可向前延长至2月中旬,不易向后延长;夏大豆可向前延长至6月上中旬,也不易向后延长。另外,20个大豆品种在广州的适宜种植时间也有差异,这对探索大豆不同类型品种的适应性和引种等问题具有参考价值。
(3)从调查4组杂交组合(中豆31×B13、中豆31×华夏3号、中豆31×赣豆5号、中黄24×华夏3号)F2代群体生育期性状的分离结果看,大豆的花前期由主效基因控制,花后期由多基因控制,全生育期有主效基因和多基因共同控制。
(4)利用中豆31×Bl3 F2代群体的182个株系构建了一张包括155个SSR标记的遗传图谱。遗传图谱包含20个连锁群(24个连锁亚群),总长度为2215.50 cM,标记间平均距离为14.29 cM,与公共遗传图谱对应性较好,可以用于QTL初级定位。
(5)定位了3个与花前期有关的QTL(qBF-C1-A、qBf-C1-B、qBF-C1-C),全部位于连锁群C1上,可分别解释69.9%、72.4%、76.6%的遗传变异。比较定位的性状和位置,这3个QTL均没有发现与之相关的QTL的报道,属新定位的QTL。
(6)定位了9个与花后期有关的QTL(qAF-A1-A、qAF-A2_1-A、qAF-A2_1-B、qAF-B2_2-A、qAF-C1-A、qAF-L-A、qAF-L-A、qAF-L-B、qAF-L-C、qAF-M_2-A),分布在6个不同的连锁群上(A1、A2、B2、C1、L、M),qAF-L-C解释的遗传变异最大(18.0%),qAf-A2_1-A解释的遗传变异最小(6.7%),其它7个QTL解释的遗传变异分别为7.40%、7.50%、7.60%、8.60%、9.40%、9.80%、11.00%。目前尚未报道与qAF-A1-A、qAF-A2_1-A、qAF-A2_1-B、qAF-B2_2-A、qAF-C1-A、qAF-M_2-A、qAF-L-A、qAF-L-A、qAF-L-B性状和位置均相符的生育期QTL的定位,而qAF-L-C与已定位的生殖生长期QTL Sat_099相距1.28 cM (7)定位了4个与全生育期有关的QTL(qWG-C1-A、qWG-C1-B、qWG-C1-C、qWG-F-A),分布在连锁群C1和F上,可分别解释31.90%、36.70%、5.60%、11.90%的遗传变异。目前没有发现与qWG-C1-A、qWG-F-A性状和位置均相符的生育期QTL的定位;qWG-C1-B已定位的成熟期QTL K472_1相距2.89 cM,qWG-C1-C与已定位的成熟期QTLEV3_1相距2.71 cM。