曹永策，李曙光，張新草，孔杰杰，趙團(tuán)結(jié)

（1 延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/陜西省紅棗重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(延安大學(xué))，陜西延安 716000；2 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)大豆研究所/國(guó)家大豆改良中心/農(nóng)業(yè)部大豆生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(綜合)/作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/江蘇省現(xiàn)代作物生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，南京 210095）

0 引言

【研究意義】大豆是典型的短日照植物，對(duì)光溫變化敏感，日照長(zhǎng)度必須短于一定時(shí)長(zhǎng)才能開(kāi)花[1-2]。單一的大豆品種只能適應(yīng)狹窄的緯度范圍，在不同大豆產(chǎn)區(qū)都具有與之相適應(yīng)的生態(tài)類(lèi)型[3-4]。開(kāi)花期是重要的生育期性狀，不僅是大豆光溫反應(yīng)的直接體現(xiàn)，同時(shí)對(duì)其他的產(chǎn)量和品質(zhì)性狀具有重要影響[5-7]。因此，深入解析大豆開(kāi)花期的遺傳基礎(chǔ)，對(duì)大豆品種的栽培區(qū)域合理劃分以及培育廣適應(yīng)的大豆品種具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】大豆開(kāi)花期是典型的數(shù)量性狀，在遺傳上既受主效基因控制，又受微效多基因影響[8]。目前，通過(guò)遺傳分析報(bào)道了E1[9]、E2[9]、E3[10]、

E4[11]、E5[12]、E6[13]、E7[14]、E8[4]、E9[2]、E10[15]、J[16]

和E11[17]共12 個(gè)控制大豆生育期的基因。其中，E1[1]、E2[18]、E3[19]、E4[20]、E9[21]、E10[15]和J[22]位點(diǎn)的功能基因已被克隆或預(yù)測(cè)。E6還沒(méi)有被定位，E5可能不是一個(gè)真實(shí)存在的位點(diǎn)[23]。除了這些被命名的基因位點(diǎn)外，還有許多數(shù)量控制位點(diǎn)（QTL）被報(bào)道[24-32]。目前，在SoyBase 數(shù)據(jù)庫(kù)中至少報(bào)道了100 個(gè)控制大豆開(kāi)花期的QTL（www.soybase.org）。另外KIM 等[33]通過(guò)同源比對(duì)分析發(fā)現(xiàn)在大豆中有118 個(gè)與擬南芥生育期相關(guān)的同源基因；同時(shí)，ZHAI 等[34]研究也發(fā)現(xiàn)即使E1—E4等開(kāi)花期位點(diǎn)遺傳背景相同，群體的開(kāi)花期仍有分離。以上結(jié)果均表明仍有許多未知的QTL/基因控制開(kāi)花期?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】上述研究使用的材料多為春大豆類(lèi)型，而江淮地區(qū)是中國(guó)重要的大豆產(chǎn)區(qū)，品種以麥?zhǔn)蘸笙拇蠖诡?lèi)型為主，不同于國(guó)內(nèi)外春大豆類(lèi)型。但目前對(duì)該地區(qū)夏大豆開(kāi)花期性狀遺傳基礎(chǔ)的研究相對(duì)較少。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究以2 個(gè)夏大豆材料科豐35（KF35）和南農(nóng)1138-2（NN1138-2）為親本雜交衍生的1 個(gè)重組自交系群體（NJK3N-RIL）為試驗(yàn)材料，基于高密度遺傳圖譜，對(duì)大豆開(kāi)花期性狀進(jìn)行QTL 分析，以揭示夏大豆開(kāi)花期的遺傳構(gòu)成；同時(shí)鑒定出能在多個(gè)環(huán)境下穩(wěn)定表達(dá)的QTL，為分子標(biāo)記輔助選擇育種和基因圖位克隆提供有用信息。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以2 個(gè)夏大豆材料KF35 和NN1138-2 為親本，雜交得到F1代，經(jīng)單籽傳法，衍生的91 個(gè)家系（F2:8）組成的重組自交系（RIL）群體（NJK3N-RIL）為試驗(yàn)材料。

NJK3N-RIL 群體以及2 個(gè)親本在2012 年分別種植于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗(yàn)站（2012JP）和安徽科技學(xué)院鳳陽(yáng)試驗(yàn)田（2012FY）；在2013 年分別種植于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗(yàn)站（2013JP）和安徽科技學(xué)院鳳陽(yáng)試驗(yàn)田（2013FY）；在2014 年分別種植于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗(yàn)站（2014JP）和江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所（2014YC），共計(jì)6 個(gè)生長(zhǎng)環(huán)境。采用隨機(jī)完全區(qū)組設(shè)計(jì)，3 次重復(fù)，單行區(qū)，行長(zhǎng)1 m，每行10 個(gè)單株，株距10 cm，相鄰行距50 cm，常規(guī)田間管理。

1.2 表型調(diào)查及數(shù)據(jù)分析

在單個(gè)種植重復(fù)中，NJK3N-RIL 群體及其親本的開(kāi)花期記錄為從播種當(dāng)日到試驗(yàn)小區(qū)有一半以上植株主莖出現(xiàn)花朵的天數(shù)，單個(gè)環(huán)境下表型值取該環(huán)境下3 個(gè)種植重復(fù)的平均值，記錄單位為“天”[29,35]。

利用SPSS 20.0（SPSS Inc.，Chicago，IL，USA）軟件對(duì)表型數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)，包括性狀在環(huán)境下的變異范圍、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)和正態(tài)分布檢驗(yàn)等。使用SAS 9.3（SAS Institute Inc. 2011）軟件的Proc GLM 過(guò)程進(jìn)行多環(huán)境聯(lián)合方差分析，估計(jì)方差分量用來(lái)評(píng)估性狀在群體中的廣義遺傳率。廣義遺傳率計(jì)算公式如下：

其中，σ2g為遺傳方差、σ2ge為基因型與環(huán)境互作方差、σ2e為誤差方差，n為環(huán)境數(shù)，r為單環(huán)境下的重復(fù)次數(shù)[36]。

1.3 基因型分型與遺傳圖譜構(gòu)建

采用限制性酶切位點(diǎn)相關(guān)的DNA 測(cè)序（restriction- site Associated DNA sequencing，RAD-Seq）技術(shù)，對(duì)NJK3N-RIL 群體進(jìn)行全基因組SNP 開(kāi)發(fā)，然后根據(jù)親本和家系的基因型開(kāi)發(fā)bin標(biāo)記用于構(gòu)建遺傳圖譜，具體方法參考HAN 等[37]和HUANG 等[38]方法。采用JoinMap 4.0 軟件構(gòu)建遺傳圖譜，以標(biāo)記間LOD 值大于3 進(jìn)行連鎖群劃分，采用Regression mapping 算法和Kosambi 函數(shù)計(jì)算連鎖群內(nèi)標(biāo)記的線性排列以及標(biāo)記間的遺傳距離（centiMorgan，cM）[39]。

1.4 QTL 分析

使用QTL Network 2.2 和Windows QTL Cartographer V2.5_011 對(duì)大豆開(kāi)花期進(jìn)行QTL 分析[40-41]。首先利用QTLNetwork 2.2 軟件基于混合線性模型的復(fù)合區(qū)間作圖法（MCIM）進(jìn)行多環(huán)境下聯(lián)合分析，以檢測(cè)不同效應(yīng)（加性效應(yīng)、上位性、環(huán)境互作）對(duì)大豆開(kāi)花期的影響。檢驗(yàn)時(shí)設(shè)置參數(shù)如下：檢測(cè)窗口大小及步長(zhǎng)分別設(shè)置為10 和1 cM，排列測(cè)驗(yàn)（permutation test）1 000 次，以P=0.05 為統(tǒng)計(jì)檢測(cè)閾值確定顯著性QTL；其次利用Windows QTL Cartographer V2.5_011軟件的復(fù)合區(qū)間作圖法（CIM）進(jìn)行單環(huán)境下QTL 定位及效應(yīng)檢測(cè)，以檢測(cè)能在多環(huán)境中穩(wěn)定表現(xiàn)的QTL。檢驗(yàn)時(shí)設(shè)置參數(shù)如下：采用Zmapqtl 模型6（標(biāo)準(zhǔn)模型），窗口大小和步長(zhǎng)分別設(shè)置為10 和1 cM，排列測(cè)驗(yàn)1 000 次，以P=0.05 為統(tǒng)計(jì)閾值，判斷是否存在QTL。在不同環(huán)境或方法下，檢測(cè)到的QTL 置信區(qū)間重疊，且加性效應(yīng)方向一致，認(rèn)為是同一個(gè)QTL。

表1 不同環(huán)境下NJK3N-RIL 群體及其親本開(kāi)花期（天）性狀描述性統(tǒng)計(jì)Table 1 Results of descriptive statistics of flowering time (days) in NJK3N-RIL population grown in different environments

2 結(jié)果

2.1 NJK3N-RIL 群體開(kāi)花期性狀表型變異特點(diǎn)

NJK3N-RIL 群體及其親本在多個(gè)種植環(huán)境下的開(kāi)花期表型如表1所示。在所有環(huán)境下，2個(gè)親本KF35和NN1138-2 的開(kāi)花期平均值分別為40.4 和48.1 d，二者差異顯著（P＜0.01）。并且NJK3N-RIL 群體的開(kāi)花期性狀在單個(gè)環(huán)境中均呈連續(xù)分布；除2014JP環(huán)境外，其他5 個(gè)環(huán)境下該群體的開(kāi)花期表型頻率分布的偏度和峰度值（絕對(duì)值）均小于1，基本符合正態(tài)分布。表明大豆開(kāi)花期性狀為多位點(diǎn)控制的數(shù)量性狀（表1 和圖1）。

大豆開(kāi)花期具有較高的廣義遺傳率（h2，93.8%），多環(huán)境聯(lián)合方差分析結(jié)果表明（電子附表1），開(kāi)花期性狀在家系間、環(huán)境間以及環(huán)境與家系互作上均存在極顯著差異（P＜0.001），說(shuō)明開(kāi)花期在群體中存在較大的遺傳變異，且易受環(huán)境影響。但家系與環(huán)境互作的均方值遠(yuǎn)小于家系間的均方值，說(shuō)明了開(kāi)花期性狀在家系間的差異主要是由遺傳變異引起的。

2.2 基因型分型與遺傳圖譜構(gòu)建

采用RAD-seq 技術(shù)對(duì)NJK3N-RIL 群體及其親本進(jìn)行基因型分型。以Williams 82（Glyma.Wm82.a1. v1.1）為參考基因組，經(jīng)過(guò)序列比對(duì)和過(guò)濾，共獲得36 778 個(gè)高質(zhì)量SNP 標(biāo)記，分布在大豆20 條染色體上（表2）。其中只有第1、12 和19 染色體的SNP數(shù)低于1 000 個(gè)。根據(jù)窗口滑動(dòng)法，將36 778 個(gè)SNP劃分成1 733 個(gè)bin 標(biāo)記用于遺傳圖譜構(gòu)建和后續(xù)分析。

根據(jù)標(biāo)記間的連鎖情況，1 733 個(gè)bin 標(biāo)記被劃分為20 條連鎖群，同大豆20 條染色體相對(duì)應(yīng)。以連鎖群為單位，計(jì)算標(biāo)記的線性排列，并估算相鄰標(biāo)記間的遺傳距離。最終構(gòu)建出一張包含20 條連鎖群，遺傳長(zhǎng)度為2 362.4 cM 的遺傳圖譜（表2、圖2 和電子附圖1）。標(biāo)記間的平均距離為1.4 cM，平均每條連鎖群的遺傳長(zhǎng)度為118.1 cM。其中，第1 染色體對(duì)應(yīng)的連鎖群上含有的bin 標(biāo)記數(shù)目最少，為57 個(gè)；第18 染色體對(duì)應(yīng)的連鎖群上的bin 數(shù)目最多，為110個(gè)。第14 染色體所對(duì)應(yīng)的連鎖群遺傳長(zhǎng)度最短，為80.1 cM；第15 染色體所對(duì)應(yīng)的連鎖群遺傳長(zhǎng)度最長(zhǎng)為148.6 cM。

圖1 NJK3N-RIL 群體開(kāi)花期在不同環(huán)境中的分布Fig. 1 Frequency distribution of flowering time in NJK3N-RIL population grown in different environments

表2 NJK3N-RIL 群體遺傳圖譜信息匯總Table 2 Summary of genetic map information of NJK3N-RIL population

圖2 NJK3N-RIL 群體中bin 標(biāo)記在遺傳圖譜上的分布Fig. 2 Distribution of bin markers on 20 Linkage groups in the NJK3N-RIL population

表3 NJK3N-RIL 群體開(kāi)花期加性及QTL 與環(huán)境互作效應(yīng)的分析Table 3 Additive QTLs and QTL-by-environment interaction effect for flowering time in the NJK3N-RIL population

2.3 利用MCIM 法檢測(cè)開(kāi)花期性狀QTL

利用MCIM 法，在多環(huán)境聯(lián)合分析下共檢測(cè)到9個(gè)控制開(kāi)花期的加性QTL，分布在第8、10、11、13、15、16 和20 染色體上（表3 和圖3）。單個(gè)QTL 的加性效應(yīng)值在-0.5—0.7 d，能夠解釋3.0%—12.0%的表型變異。其中，qFT-16-1和qFT-20-1的表型解釋率均在10%以上，是該群體中主效QTL；qFT-11-1在2013FY 和2014JP 中與環(huán)境互作顯著，互作效應(yīng)值分別為0.6 和-0.8 d，互作效應(yīng)對(duì)表型變異的總解釋率為4.6%。在檢測(cè)到的9 個(gè)加性QTL 中，除qFT-10-1外，其他所有 QTL 的增效等位變異來(lái)均來(lái)自親本NN1138-2，這與NN1138-2 具有較晚的開(kāi)花期相一致。

在NJK3N-RIL 群體中共檢測(cè)到2 對(duì)上位性互作QTL，均為加性效應(yīng)QTL 構(gòu)成（表4 和圖3）。其中，第一對(duì)上位性QTL 對(duì)由qFT-11-1和qFT-16-1構(gòu)成，互作效應(yīng)值和表型解釋率分別為-0.2 d 和0.6%；并且該上位性互作QTL 對(duì)在2013FY 和2014JP 中與環(huán)境互作顯著，能夠解釋0.8%表型變異。第二對(duì)上位性QTL 對(duì)由qFT-13-1和qFT-16-2構(gòu)成，互作效應(yīng)值和表型解釋率分別為0.3 d 和1.5%，但與環(huán)境互作不顯著。

表4 NJK3N-RIL 群體開(kāi)花期QTL 上位互作效應(yīng)分析Table 4 Epistatic QTL pairs for flowering time in the NJK3N-RIL population

2.4 利用CIM 法檢測(cè)開(kāi)花期性狀QTL

利用CIM 法，在NJK3N-RIL 群體中共檢測(cè)到10個(gè)控制開(kāi)花期的QTL，分布于第5、6、8、11、15、16和20染色體（表5和圖3）。其中，qFT-8-1、qFT-11-1、qFT-15-1和qFT-16-1能夠在3 個(gè)及以上的環(huán)境中檢測(cè)到，是NJK3N-RIL 群體中控制開(kāi)花期性狀的環(huán)境穩(wěn)定QTL。qFT-16-1能夠在所有環(huán)境中檢測(cè)到，單個(gè)環(huán)境中的LOD 值為4.7—13.9，解釋了10.8%—28.9%的表型變異，是NJK3N-RIL 群體中的最穩(wěn)定和主效QTL。qFT-11-1在5 個(gè)環(huán)境中檢測(cè)到，單個(gè)環(huán)境下LOD 值為8.6—18.2，解釋了17.7%—49.6%的表型變異，是NJK3N-RIL 群體中控制開(kāi)花期性狀另一個(gè)主效位點(diǎn)。qFT-15-1在4 個(gè)環(huán)境檢測(cè)到，單個(gè)環(huán)境下LOD 值為4.0—9.3，解釋了7.6%—23.0%的表型變異。qFT-8-1在3 個(gè)環(huán)境中檢測(cè)到，單個(gè)環(huán)境下LOD 值在3.2—4.6，解釋了6.6%—9.1%的表型變異。qFT-8-2在2 個(gè)環(huán)境中檢測(cè)到，在單個(gè)環(huán)境中的LOD 值分別為3.8 和4.8，表型貢獻(xiàn)率分別為5.9%和9.4%。qFT-5-1、qFT-6-1、qFT-16-2、qFT-20-1和qFT-20-2僅能在單環(huán)境中檢測(cè)到，LOD 值為3.4—10.3，解釋了5.0%—19.1%的表型變異，為環(huán)境敏感QTL。在檢測(cè)到的10 個(gè)QTL 中，除qFT-5-1增效等位變異來(lái)自親本KF35 以外，其余9個(gè)QTL 的增效等位變異均來(lái)自親本NN1138-2。

圖3 NJK3N-RIL 群體中開(kāi)花期QTL 在連鎖群上的位置Fig. 3 Locations of QTL for flowering time in soybean linkage map in NJK3N-RIL population

表5 NJK3N-RIL 群體不同環(huán)境中開(kāi)花期QTL 分析Table 5 Detection of QTL associated with flowering time in the NJK3N-RIL population grown in different environments

3 討論

3.1 bin 標(biāo)記遺傳圖譜構(gòu)建

QTL 定位是解析植物數(shù)量性狀遺傳基礎(chǔ)的一種有效方法。遺傳圖譜的質(zhì)量顯著影響QTL 定位結(jié)果的精度，在特定群體中增加標(biāo)記密度可以提高圖譜的作圖分辨率[42-43]。如ZHANG 等[44]應(yīng)用一張包含6 159個(gè)SLAF 標(biāo)記的大豆高遺傳圖譜分析耐低磷性狀的QTL，發(fā)現(xiàn)同低密度遺傳圖譜相比，高密度遺傳圖譜的作圖精度會(huì)顯著提高。目前，下一代測(cè)序技術(shù)，具有高通量、標(biāo)記開(kāi)發(fā)周期短等特點(diǎn)，能夠方便的、快速的獲得全基因組范圍內(nèi)的SNP 標(biāo)記，為高密度遺傳圖譜構(gòu)建和數(shù)量性狀解析提供了方便[45-47]。其中，RAD-seq 技術(shù)近年來(lái)被廣泛應(yīng)用于大豆遺傳圖譜構(gòu)建、QTL 分析和候選基因挖掘等研究中。WANG 等[48]基于RAD-seq 技術(shù)構(gòu)建了2 張分別包含5 728 和4 354個(gè)bin 標(biāo)記的高遺傳圖譜，并對(duì)大豆花色、花期和種皮色等性狀進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)大部分的QTL 都被定位在小的基因組區(qū)間內(nèi)；CHENG 等[49]利用該技術(shù)構(gòu)建了一張包含3 469 個(gè)bin 標(biāo)記的遺傳圖譜，將抗疫霉病位點(diǎn)RpsWY定位在約100 kb 區(qū)間內(nèi)，并預(yù)測(cè)了4 個(gè)候選基因；WANG 等[50]利用RAD-seq 技術(shù)構(gòu)建的圖譜將葉型相關(guān)的一些QTL 定位在較小的基因組區(qū)間內(nèi)，并對(duì)相關(guān)位點(diǎn)的候選基因進(jìn)行分析。以上結(jié)果均表明基于RAD-seq技術(shù)構(gòu)建的高密度遺傳圖譜具有較高的作圖分辨率，能夠方便地應(yīng)用于QTL 定位和候選基因分析等研究中。而本研究利用該技術(shù)構(gòu)建的圖譜包含1 733 個(gè)bin 標(biāo)記，標(biāo)記間的平均距離為1.4 cM，可以保證定位到的QTL都有2 個(gè)或以上的緊密連鎖標(biāo)記（5 cM 內(nèi)），能夠在一定程度上彌補(bǔ)作圖群體規(guī)模較小的缺陷，提高了作圖分辨率。相應(yīng)地，本研究的定位結(jié)果也顯示了絕大多數(shù)QTL 被定位在1 Mb 的物理區(qū)間內(nèi)。因此，本研究構(gòu)建的遺傳圖譜能夠有效地應(yīng)用于大豆農(nóng)藝、產(chǎn)量和品質(zhì)等相關(guān)性狀的遺傳解析、分子標(biāo)記輔助選擇育種以及基因圖位克隆的研究。

3.2 夏大豆NJK3N-RIL 群體開(kāi)花期的遺傳構(gòu)成

本研究結(jié)果顯示夏大豆NJK3N-RIL 群體開(kāi)花期性狀具有較高的遺傳率（93.8%），但多環(huán)境聯(lián)合方差分析結(jié)果也表明群體中材料的基因型差異、環(huán)境差異及基因型與環(huán)境互作效應(yīng)均對(duì)開(kāi)花期存在極顯著影響，說(shuō)明開(kāi)花期受許多因素影響。XU 等[51]認(rèn)為大部分?jǐn)?shù)量性狀的表型除受主效QTL 或基因控制外，還可能會(huì)受QTL 上位性和環(huán)境互作效應(yīng)的影響。且當(dāng)QTL作圖模型中考慮了這些因素時(shí)，QTL 的定位精度會(huì)大大提高[52-53]。因此，本研究利用了具有加性、上位性及與環(huán)境互作效應(yīng)的完整遺傳模型進(jìn)行QTL 分析。結(jié)果顯示加性QTL、上位性互作QTL 及環(huán)境互作效應(yīng)均對(duì)開(kāi)花期表型變異有影響，多個(gè)QTL 存在環(huán)境互作或上位性互作效應(yīng)，3 種效應(yīng)累積表型變異解釋率分別為63.9%、2.1%和4.6%。因此，如果在使用這些QTL 進(jìn)行分子輔助育種時(shí)能夠充分考慮這些遺傳效應(yīng)，將有利于更加準(zhǔn)確地估計(jì)育種表型值。但在開(kāi)花期遺傳構(gòu)成中，加性QTL 效應(yīng)的貢獻(xiàn)率要遠(yuǎn)大于另外2 種因素，占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，暗示了在前期研究中有必要去發(fā)掘能夠在多個(gè)環(huán)境穩(wěn)定表達(dá)的加性QTL。

3.3 與前人大豆開(kāi)花期QTL 定位結(jié)果的比較

利用MCIM 法共檢測(cè)到9 個(gè)控制開(kāi)花期的加性QTL，利用CIM 法共檢測(cè)到10 個(gè)控制開(kāi)花期的QTL，且有7 個(gè)QTL 使用2 種方法均能檢測(cè)到。綜合2 種分析方法，本研究共檢測(cè)到12 個(gè)開(kāi)花期QTL。其中，qFT-6-1、qFT-10-1、qFT-11-1、qFT-16-1、qFT-16-2和qFT-20-1等分別與SoyBase 中報(bào)道的控制大豆開(kāi)花期（first flower）位點(diǎn)First flower 1-1、First flower 24-4、First flower 11-2、First flower 13-7、First flower 9-3、First flower 21-2的區(qū)間相鄰或重疊，推測(cè)可能是相同的QTL（表3 和表5），與前人研究相一致，從側(cè)面驗(yàn)證了這些位點(diǎn)的真實(shí)性；同時(shí)也有 6 個(gè)位點(diǎn)（qFT-5-1、qFT-8-1、qFT-8-2、qFT-13-1、qFT-15-1和qFT-20-2）是本研究新檢測(cè)到的開(kāi)花期QTL（表3和表5），尤其是qFT-8-1和qFT-15-1能夠在多個(gè)環(huán)境和不同方法中檢測(cè)到，表明夏大豆NJK3N 群體中具有獨(dú)特的開(kāi)花期遺傳基礎(chǔ)構(gòu)成。另外，本研究檢測(cè)的QTL 與E1、E2、E3、E4和E9等一些在春大豆材料中控制開(kāi)花期起重要作用的位點(diǎn)并不重合，表明江淮地區(qū)夏大豆開(kāi)花期調(diào)控方式與春大豆的調(diào)控方式具有差異。因此，有必要利用更多的種質(zhì)資源來(lái)揭示夏大豆開(kāi)花期的遺傳基礎(chǔ)。

雖然在SoyBase 中有100 多個(gè)與大豆開(kāi)花期相關(guān)的QTL 被報(bào)道，但大多數(shù)位點(diǎn)只能在單個(gè)或特定的環(huán)境中被檢測(cè)到。鑒定出不同環(huán)境穩(wěn)定表達(dá)的QTL，將方便應(yīng)用于MAS 或基因圖位克隆解析大豆開(kāi)花期分子機(jī)制的研究。本研究中，qFT-8-1、qFT-11-1、qFT-15-1和qFT-16-1能夠在3 個(gè)及以上環(huán)境和2 種方法同時(shí)檢測(cè)到，是NJK3N-RIL 群體中控制開(kāi)花期的環(huán)境穩(wěn)定QTL（表3 和表5），能夠作為分子輔助育種及基因圖為克隆重要目標(biāo)位點(diǎn)。

3.4 大豆開(kāi)花期候選基因預(yù)測(cè)

植物開(kāi)花的過(guò)程既受內(nèi)在遺傳機(jī)制控制，又受外界環(huán)境條件影響，調(diào)控機(jī)制復(fù)雜，有許多基因可能參與開(kāi)花期的調(diào)控。但在大豆中只有少數(shù)幾個(gè)開(kāi)花期相關(guān)的基因被克隆和鑒定，發(fā)掘一些可能參與大豆開(kāi)花調(diào)控的基因，能夠充實(shí)對(duì)其分子調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識(shí)。本研究根據(jù)QTL 區(qū)間內(nèi)基因功能的注釋及相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)4 個(gè)環(huán)境穩(wěn)定QTL 的候選基因進(jìn)行了預(yù)測(cè)。qFT-8-1區(qū)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)2 個(gè)AP2 亞族轉(zhuǎn)錄因子（Glyma08g38190和Glyma08g38800），前人研究結(jié)果顯示AP2 亞族轉(zhuǎn)錄因子對(duì)花的增殖生長(zhǎng)至關(guān)重要[54]。qFT-11-1區(qū)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)Glyma11g18940和Glyma11g18290參與光周期調(diào)節(jié)和花形態(tài)建成（www.soybase.org）。qFT-15-1區(qū)間內(nèi)有 3 個(gè)基因最有可能參與調(diào)控大豆開(kāi)花期，Glyma15g41740編碼一個(gè)MYB 家族蛋白，具有序列特異性DNA 結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子的活性，可以激活FT 的互作蛋白FTIP1，實(shí)現(xiàn)促進(jìn)開(kāi)花[55]；Glyma15g41770編碼一個(gè)未知功能的蛋白，但該基因可能參與花發(fā)育的生物過(guò)程（http://www.Soybase.org）；Glyma15g41825編碼一個(gè)NAM 蛋白，是植物特異性轉(zhuǎn)錄因子，前人研究結(jié)果表明NAM 結(jié)構(gòu)域蛋白在植物發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，包括參與頂端分生組織發(fā)育、花的形態(tài)建成和脅迫誘導(dǎo)開(kāi)花響應(yīng)等[56-57]。qFT-16-1區(qū)間內(nèi)包含擬南芥同源基因GmFT5a，KONG 等[58]研究表明GmFT5a調(diào)控大豆光周期反應(yīng)。但這些區(qū)間內(nèi)的真正功能基因還需要通過(guò)分子生物學(xué)等手段進(jìn)一步驗(yàn)證。總的來(lái)講，這些位點(diǎn)及其緊密相關(guān)的分子標(biāo)記為大豆分子育種及基因圖為克隆提供了重要的信息。

4 結(jié)論

夏大豆開(kāi)花期遺傳構(gòu)成復(fù)雜，加性QTL 效應(yīng)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，上位性互作及環(huán)境互作效應(yīng)對(duì)開(kāi)花期影響較小。共檢測(cè)到12 個(gè)控制開(kāi)花期的QTL，其中4 個(gè)QTL（qFT-8-1、qFT-11-1、qFT-15-1和qFT-16-1）能夠在多個(gè)環(huán)境和使用不同分析方法檢測(cè)到，是NJK3N-RIL群體中控制開(kāi)花期重要位點(diǎn)。