劉玉玲， 張紅巖，韓雪梅，周仙莉，侯萬偉

(1.青海大學(xué)，西寧 810016；2.青海省農(nóng)林科學(xué)院，西寧 810016；3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制青?？茖W(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站，西寧 810016；4.國家作物種質(zhì)復(fù)份庫，西寧 810016)

【研究意義】蠶豆(ViciafabaL.)屬豆科(leguminous)野豌豆屬(ViciaL.)，一年生或越年生草本植物[1]。世界蠶豆種植主要集中在亞洲和非洲，種植面積和產(chǎn)量較多的國家主要有中國、埃塞俄比亞、摩洛哥等，在我國蠶豆主產(chǎn)區(qū)主要集中在長江流域各省和春播區(qū)的青海、甘肅[1-2]。蠶豆為糧食、蔬菜、飼料、綠肥兼用作物，具有豐富的營養(yǎng)和商業(yè)價(jià)值，在土壤結(jié)構(gòu)改良、人類健康及保障畜牧業(yè)優(yōu)質(zhì)飼草(料)等方面均具有重要的作用，發(fā)展蠶豆生產(chǎn)，對(duì)于改善人們食物結(jié)構(gòu)、維護(hù)農(nóng)田生態(tài)平衡和振興經(jīng)濟(jì)都有重要作用[3]。【前人研究進(jìn)展】數(shù)量性狀基因座(Quantitative trait locus, QTL)是指控制數(shù)量性狀的基因在基因組中的位置，QTL定位的研究方法主要有連鎖定位分析和關(guān)聯(lián)分析兩種，其中以構(gòu)建遺傳連鎖圖譜為基礎(chǔ)的連鎖定位分析是解析植物數(shù)量性狀遺傳的主要方法[4-5]，并在蠶豆中已被廣泛應(yīng)用[6-7]。關(guān)聯(lián)分析(Association analysis)是一種以連鎖不平衡為基礎(chǔ)，可直接鑒定出與表型變異密切相關(guān)且具有特定功能的標(biāo)記位點(diǎn)或基因位點(diǎn)[8]。相較于連鎖分析(Linkage analysis)，關(guān)聯(lián)分析具有精確度高，不需專門構(gòu)建群體，且可同時(shí)分析同一位點(diǎn)的多個(gè)等位基因等優(yōu)勢(shì)[9]?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于玉米[10-11]、水稻[12-13]、棉花[14-15]、大麥[16-17]等眾多重要經(jīng)濟(jì)作物的分子標(biāo)記輔助育種研究中，并獲得了良好的效果。在蠶豆上，Ali等[18]利用單核苷酸多態(tài)性(SNP)和擴(kuò)增片段長度多態(tài)性(AFLP)對(duì)蠶豆耐旱性和抗凍性進(jìn)行了關(guān)聯(lián)分析。簡單重復(fù)序列(Simple sequence repeat, SSR)標(biāo)記具有高度多態(tài)性、基因組特定性、重復(fù)性好等特點(diǎn)，是目前在蠶豆研究中應(yīng)用最為廣泛的一類分子標(biāo)記，如遺傳多樣性分析[19]、指紋圖譜構(gòu)建[20]、QTL定位[21]等?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，蠶豆的育種研究主要以傳統(tǒng)的選擇育種和雜交育種為主，而真正意義上的分子標(biāo)記輔助育種研究開展甚少。初莢高度、單株莢數(shù)、株高、百粒重等農(nóng)藝性狀是蠶豆傳統(tǒng)育種的主要選擇標(biāo)準(zhǔn)，利用SSR分子標(biāo)記對(duì)這些農(nóng)藝性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，尋找與之顯著關(guān)聯(lián)的標(biāo)記，并將其應(yīng)用于蠶豆分子標(biāo)記輔助選擇，可極大提高選擇效率，加快定向育種進(jìn)程?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本文以321份國內(nèi)外蠶豆種質(zhì)資源為材料，選用76對(duì)具有顯著多態(tài)性的SSR標(biāo)記對(duì)供試群體進(jìn)行基因分型，在群體遺傳結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，尋找與蠶豆主要農(nóng)藝性狀相關(guān)聯(lián)的SSR位點(diǎn)，并對(duì)其優(yōu)異等位變異和種質(zhì)進(jìn)行發(fā)掘，以期為蠶豆種質(zhì)資源的評(píng)價(jià)、分子標(biāo)記輔助選擇育種、雜交組合選配和品種合理布局提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

321份蠶豆種質(zhì)資源由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。國內(nèi)資源214份，來源于19個(gè)省份；國外資源107份，來源于26個(gè)國家。

1.2 方法

1.2.1 田間試驗(yàn)及農(nóng)藝性狀的鑒定 2019年，321份蠶豆材料種植在青海農(nóng)林科學(xué)院作物所試驗(yàn)基地，每份材料種1行，每行10株，行距為35 cm，株距10 cm，按常規(guī)田間管理。在成熟收獲時(shí)隨機(jī)抽樣，每份材料取5株，分別測(cè)定初莢高度、初莢節(jié)位、成莢節(jié)數(shù)、生殖節(jié)數(shù)、有效籽粒數(shù)、有效分枝、有效莢數(shù)、單莢粒數(shù)、莢長、莢寬、籽粒面積、籽粒厚、籽粒周長、籽粒長、籽粒寬、株高、百粒重，最后取平均值。

1.2.2 基因組DNA的提取和SSR分析 田間取幼嫩葉片，采用DS法提取基因組DNA，利用超微量核酸蛋白濃度測(cè)定儀及瓊脂糖凝膠電泳法對(duì)DNA濃度和純度進(jìn)行檢測(cè)。選用214對(duì)蠶豆引物對(duì)表型差異較大的12份供試材料進(jìn)行多態(tài)性引物篩選，篩選出76對(duì)條帶差異清晰的SSR引物。PCR反應(yīng)體系(10 μL)：1 μL模板DNA、5 μL 2×Mix、1.5 μL引物、2.5 μL ddH2O。PCR擴(kuò)增程序：95 ℃預(yù)變性5 min；95 ℃變性30 s，48～55 ℃(根據(jù)引物而定)退火30 s，72 ℃延伸45 s，35個(gè)循環(huán)；72 ℃延伸10 min。擴(kuò)增結(jié)束后，每個(gè)PCR管加入3 μL變性緩沖液(98%甲酰胺，10 mmol/L EDTA(pH 8.0)，0.25%溴酚藍(lán)，0.25%二甲苯青)，95 ℃變性8 min。擴(kuò)增產(chǎn)物在預(yù)變性的6%變性聚丙烯酰胺凝膠上80 W恒功率電泳1.5 h，利用銀染法顯色，隨后統(tǒng)計(jì)條帶。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用人工讀膠的方法，按照帶型自下而上“1”～“n”記錄。各農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析采用SPSS 26.0軟件。利用Power Marker 3.25軟件計(jì)算引物的多態(tài)性信息(PIC)。以Structure 2.3.4軟件進(jìn)行群體遺傳結(jié)構(gòu)的分析，估計(jì)最佳群體組群數(shù)K，其取值范圍為1～10，每個(gè)K值重復(fù)運(yùn)行10次，參照Evanno等[22]提出的ΔK值方法確定合適的K值，并計(jì)算出Q參數(shù)。親緣關(guān)系系數(shù)(Kinship)用SPAGeDi軟件計(jì)算。關(guān)聯(lián)分析采用Tassel 2.1軟件，選擇一般線性模型(General linear model, GLM)和混合線性模型(Mixed linear model, MLM)進(jìn)行分析。表型效應(yīng)計(jì)算參照文自翔等[23]SSR位點(diǎn)等位變異表型效應(yīng)計(jì)算法。

2 結(jié)果與分析

2.1 表型性狀統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)321份蠶豆材料的17項(xiàng)表型性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(表1)，變異系數(shù)最大的性狀是有效籽粒數(shù)(51.64%)，其他性狀變異系數(shù)較大的有成莢節(jié)數(shù)(46.13%)、有效分枝(39.26%)、初莢高度(37.25%)和有效莢數(shù)(30.51%)，籽粒厚變異系數(shù)最小(10.06%)。17個(gè)性狀變異系數(shù)的變幅為10.06%～51.64%，平均值為25.07%，這表明供試群體具有較為豐富的表型多樣性。除初莢高度和籽粒周長外，其他各性狀的偏度系數(shù)值和峰度系數(shù)值分別為0.00～0.95和-0.29～1.57，偏度系數(shù)和峰度系數(shù)絕對(duì)值均較小，說明321份蠶豆材料的17個(gè)性狀符合正態(tài)分布，可用于關(guān)聯(lián)分析。

表1 蠶豆材料農(nóng)藝性狀的統(tǒng)計(jì)分析

續(xù)表1 Continued table 1

供試群體的17個(gè)表型性狀相關(guān)性分析結(jié)果表明(表2)，各性狀之間存在顯著或極顯著的正或負(fù)相關(guān)性。如構(gòu)成蠶豆產(chǎn)量的幾個(gè)主要因素與其他性狀間的相關(guān)性，有效籽粒數(shù)與有效分枝、有效莢數(shù)、單莢粒數(shù)、株高呈極顯著正相關(guān)，與莢長呈顯著正相關(guān)，與莢寬呈極顯著負(fù)相關(guān)；有效莢數(shù)與單莢粒數(shù)和株高呈極顯著正相關(guān)；百粒重與籽粒面積、籽粒厚、籽粒周長、籽粒長和籽粒寬呈極顯著正相關(guān)。

表2 豆材料農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

2.2 SSR標(biāo)記多態(tài)性分析

76對(duì)多態(tài)性顯著的SSR標(biāo)記在321份蠶豆材料中共檢測(cè)到389個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)，平均每個(gè)位點(diǎn)等位基因數(shù)為5.12個(gè)，變幅為2～11。多態(tài)性位點(diǎn)最豐富的是T19標(biāo)記，有11個(gè)等位變異位點(diǎn)；SSR-1914、SSR-11967和EST-475標(biāo)記均只檢測(cè)到2個(gè)等位變異位點(diǎn)。多態(tài)性信息量(PIC)的變幅為0.1903(CAASES-V2888)～0.7766(CAASES-V3031)，平均值為0.5156(表3)，PIC值大于平均數(shù)占比為50%，表明本研究選用標(biāo)記基因多樣性較高。

表3 76對(duì)SSR標(biāo)記多態(tài)性統(tǒng)計(jì)

續(xù)表3 Continued table 3

2.3 群體遺傳結(jié)構(gòu)分析

通過76個(gè)SSR標(biāo)記獲得的基因型數(shù)據(jù)，利用Structure 2.3.4軟件對(duì)321份蠶豆材料進(jìn)行群體遺傳結(jié)構(gòu)分析。由圖1可知，對(duì)數(shù)似然函數(shù)值lnP(D)隨亞群數(shù)增多而增大，且當(dāng)K=2時(shí)，ΔK值最大，因此可將321份材料分成2個(gè)亞群。如圖2所示，橫坐標(biāo)代表材料編號(hào)。通過Q值分析，發(fā)現(xiàn)其中有274份種質(zhì)材料(占85.98%)的Q值≥0.6，被劃分在2個(gè)群組中，其中群組1包含103份材料(國內(nèi)材料96份，國外材料7份，共占32.09%)；群組2包含171份材料(國內(nèi)材料87份，國外材料84份，共占53.27%)，其余47份種質(zhì)材料(國內(nèi)材料31份，國外材料16份，共占14.64%)的Q值<0.6，沒有明確的群類歸屬特性，形成了一個(gè)混合群體。上述結(jié)果表明，該供試群體結(jié)構(gòu)單一，這可有效地降低群體結(jié)構(gòu)對(duì)關(guān)聯(lián)分析產(chǎn)生的影響。研究表明，群體結(jié)構(gòu)的劃分情況不僅能對(duì)關(guān)聯(lián)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響，而且可在一定程度上反應(yīng)亞群分類與材料特性的關(guān)系，該結(jié)果顯示亞群分類與材料的來源存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中78.51%國外材料歸于群組2中。

A. K值與lnP(D)值的折線圖；B. K值與ΔK的折線圖A. Lines chart of K with lnP(D); B. Lines chart of K with ΔK圖1 K值與lnP(D)、ΔK值的折線圖Fig.1 Lines chart of K with lnP(D) and ΔK

對(duì)每一個(gè)個(gè)體，若紅色部分超整體的60%，則歸于POP1亞群；若綠色部分高于整體的60%，則歸于POP2亞群；若紅色或綠色介于整體的40%～60%，則歸于混合類群For each individual, if the red part is more than 60% of the whole, it belongs to POP1 subgroup; If the green part is more than 60% of the whole, it belongs to POP2 subgroup; If the red or green part is between 40% and 60% of the whole, it belongs to the mixed group圖2 321份蠶豆材料的群體結(jié)構(gòu)Fig.2 The population structure of 321 faba bean materials

2.4 連鎖不平衡分析

基因間的連鎖不平衡是關(guān)聯(lián)分析的前提和基礎(chǔ)。76對(duì)SSR引物共獲得了2850種組合，其中R2≥0.01的組合占18.32%，在P<0.01的概率支持下，成對(duì)存在的不平衡組合有268個(gè)(圖3)，占總組合數(shù)的9.4%。從分析結(jié)果來看，本研究所選用的76對(duì)SSR引物在321份蠶豆材料中存在連鎖不平衡，可與農(nóng)藝性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。

2.5 SSR標(biāo)記與農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)分析

在GLM_Q和MLM_Q+K模型中，分別以蠶豆材料的對(duì)應(yīng)Q值和Q+K值作為協(xié)變量，將76個(gè)SSR分子標(biāo)記與17個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，尋找與之相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記，并確定其解釋率(表5)。GLM_Q分析結(jié)果顯示，共檢測(cè)到43個(gè)與17個(gè)農(nóng)藝性狀顯著(P<0.05)關(guān)聯(lián)的標(biāo)記，解釋率為0.0146～0.1764；其中有16個(gè)標(biāo)記分別關(guān)聯(lián)2個(gè)性狀，9個(gè)標(biāo)記分別關(guān)聯(lián)3個(gè)性狀，3個(gè)標(biāo)記分別關(guān)聯(lián)4個(gè)性狀，1個(gè)標(biāo)記分別關(guān)聯(lián)5個(gè)性狀，2個(gè)標(biāo)記分別關(guān)聯(lián)6個(gè)性狀；有效莢數(shù)和籽粒周長關(guān)聯(lián)的引物最多，均與9個(gè)標(biāo)記關(guān)聯(lián)，解釋率分別為0.0146～0.1101和0.0322～0.0916。11個(gè)標(biāo)記與12種農(nóng)藝性狀極顯著(P<0.01)關(guān)聯(lián)，其中CAASES-V2698和CAASES-V2937標(biāo)記均同時(shí)與有效籽粒數(shù)和有效莢數(shù)極顯著關(guān)聯(lián)，解釋率分別為0.0826、0.1101、0.0787和0.0595；CAASES-V2986標(biāo)記同時(shí)與籽粒面積、籽粒厚、籽粒長、籽粒寬和百粒重極顯著關(guān)聯(lián)，解釋率分別為0.0707、0.0773、0.0714、0.0668和0.0644；SSR-12751標(biāo)記同時(shí)與成莢節(jié)數(shù)、有效籽粒數(shù)和單莢粒數(shù)極顯著關(guān)聯(lián)，解釋率分別為0.0547、0.0474和0.0404。

MLM_Q+K分析結(jié)果顯示，共檢測(cè)到33個(gè)與17個(gè)農(nóng)藝性狀顯著(P<0.05)關(guān)聯(lián)的標(biāo)記，解釋率為0.0175～0.1706，且相校于GLM_Q分析結(jié)果出現(xiàn)了2個(gè)分別與有效分枝和籽粒面積新顯著關(guān)聯(lián)的標(biāo)記(CAASES-V3058、SSR-11885)?？傮w上，MLM_Q+K分析檢測(cè)到與表型性狀關(guān)聯(lián)的SSR標(biāo)記比GLM_Q分析結(jié)果少了10個(gè)，除解釋率不同外，剩余標(biāo)記和性狀的關(guān)聯(lián)情況與GLM_Q分析結(jié)果基本相同。8個(gè)標(biāo)記與8個(gè)農(nóng)藝性狀極顯著(P<0.01)關(guān)聯(lián)，其中除CAASES-V2986不再與籽粒寬和百粒重以及SSR-12751不再與單莢粒數(shù)極顯著關(guān)聯(lián)外，CAASES-V2698、CAASES-V2937、CAASES-V2986和SSR-12751標(biāo)記與性狀的關(guān)聯(lián)結(jié)果GLM_Q分析完全一致，且解釋率均有所下降。另外，CAASES-V2731、CAASES-V2745、CAASES-V3035和SSR-11448標(biāo)記分別與株高、籽粒周長、單莢粒數(shù)和籽粒周長極顯著關(guān)聯(lián)，解釋率為0.0471、0.0583、0.0464和0.0897。

圖3 SSR標(biāo)記之間的連鎖不平衡(LD) Fig.3 Linkage imbalance(LD) between SSR markers

表5 SSR標(biāo)記與農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)分析結(jié)果

續(xù)表5 Continued table 5

續(xù)表5 Continued table 5

2.6 優(yōu)異等位變異發(fā)掘

為了獲得農(nóng)藝性狀關(guān)聯(lián)標(biāo)記位點(diǎn)的優(yōu)異等位基因，分析了MLM_Q+K模型中達(dá)到極顯著(P<0.01)水平的等位變異表型效應(yīng)及表型性狀。共發(fā)掘到增效的等位變異有26個(gè)，減效的等位變異53個(gè)(表6)。

由表6可知，成莢節(jié)數(shù)增效和減效效應(yīng)最大的估計(jì)值分別為0.4966和-0.7459，對(duì)應(yīng)的等位基因分別是SSR-12751-1和SSR-12751-4，其典型材料之一分別是湖北—青皮蠶豆和云南—金鐘豆；單莢粒數(shù)增效和減效效應(yīng)最大的估計(jì)值分別為0.1376和-0.2164，對(duì)應(yīng)的等位基因分別是CAASES-V3035-4和CAASES-V3035-1，其典型材料之一分別是江蘇—青皮和浙江—闊板青；有效莢數(shù)和有效籽粒數(shù)增效和減效效應(yīng)最大的估計(jì)值分別為14.7732、35.7356和-5.5416、-12.768，對(duì)應(yīng)的等位基因均分別是CAASES-V2937-4和CAASES-V2937-2，典型材料之一則均分別為甘肅—武山蠶豆和青?！嗪Ｎ逄?hào)；株高增效和減效效應(yīng)最大的估計(jì)值分別為11.1656和-6.9988，對(duì)應(yīng)的等位基因分別是CAASES-V2731-2和CAASES-V2731-3，其典型材料之一分別是內(nèi)蒙古—當(dāng)?shù)貥涠购桶柤袄麃?372；籽粒厚增效和減效效應(yīng)最大的估計(jì)值分別為0.3276和-0.2636，對(duì)應(yīng)的等位基因分別是CAASES-V2986-4和CAASES-V2986-2，其典型材料之一分別是四川—金川本地胡豆和俄羅斯-zpyzue；籽粒長增效和減效效應(yīng)最大的估計(jì)值分別為0.9784和-1.0496，對(duì)應(yīng)的等位基因分別是CAASES-V2986-5和CAASES-V2986-3，其典型材料之一分別是日本—引 98-22和蘇丹-991；籽粒周長增效和減效效應(yīng)最大的估計(jì)值分別為35.0313和-10.563，對(duì)應(yīng)的等位基因分別是SSR-11448-5和SSR-11448-4，其典型材料之一分別是敘利亞-23705和青?！嗪?號(hào)。

表6 優(yōu)異等位變異發(fā)掘結(jié)果

續(xù)表6 Continued table 6

3 討 論

關(guān)聯(lián)分析在數(shù)量性狀研究中具有廣泛的應(yīng)用前景，然而，關(guān)聯(lián)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性卻受多種因素的影響。其中，群體結(jié)構(gòu)是影響關(guān)聯(lián)分析結(jié)果的重要因素，亞群的混合使整個(gè)群體的LD強(qiáng)度增強(qiáng)，可能導(dǎo)致不連鎖的基因多態(tài)性位點(diǎn)與性狀的關(guān)聯(lián)，從而得出假陽性結(jié)果，因此群體結(jié)構(gòu)越簡單，關(guān)聯(lián)分析結(jié)果則更可靠[24]。由本研究群體遺傳結(jié)構(gòu)分析結(jié)果可見，該供試材料可分為2個(gè)亞群，且僅14.64%的材料形成混合群體，群體結(jié)構(gòu)相對(duì)單一，在一定程度上保證了關(guān)聯(lián)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外，群體遺傳結(jié)構(gòu)分析是基于亞群是否達(dá)到哈德溫伯格平衡的數(shù)學(xué)模型并計(jì)算Q值，不受人為因素對(duì)亞群劃分的影響，將所獲得的Q值作為協(xié)變量帶入回歸分析中，可有效提高關(guān)聯(lián)分析的可靠性[25-26]。但僅通過Q值作為矯正條件，卻并不能完全避免假陽性關(guān)聯(lián)的出現(xiàn)。張吉順等[27]的研究表明，以群體結(jié)構(gòu)Q值和親緣系數(shù)值共同作為協(xié)變量的混合線性模型，即利用MLM_Q+K值模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，更有利于提高關(guān)聯(lián)分析的準(zhǔn)確性。鑒于此，本研究選用了GLM和MLM兩種模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，相較于GLM模型，MLM模型關(guān)聯(lián)到的位點(diǎn)變少，但分析結(jié)果卻更為可靠。

各數(shù)量性狀之間常表現(xiàn)出某種特定的相關(guān)性，在本研究中，初莢高度與初莢節(jié)位、生殖節(jié)數(shù)、莢寬、籽粒周長、株高呈極顯著正相關(guān)，與成莢節(jié)數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)。已有研究表明，這種表型性狀的相關(guān)性可能是由于某個(gè)基因的多效性或控制不同性狀的基因緊密連鎖造成，關(guān)聯(lián)分析中同一標(biāo)記同時(shí)與多個(gè)相關(guān)性狀的關(guān)聯(lián)可解釋這種性狀之間的遺傳關(guān)聯(lián)性[28]。胡倩文等[29]在對(duì)大麥4個(gè)穗部性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，小穗數(shù)與穗粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)，并檢測(cè)到28個(gè)同時(shí)控制穗粒數(shù)和小穗數(shù)的關(guān)聯(lián)位點(diǎn)，從分子水平證實(shí)了小穗數(shù)與穗粒數(shù)的遺傳關(guān)聯(lián)性。本研究中，有效籽粒數(shù)和有效莢數(shù)之間呈極顯著相關(guān)，在MLM模型的顯著(P<0.05)條件下，共檢測(cè)到4個(gè)同時(shí)控制2種性狀的標(biāo)記(CAASES-V2698、CAASES-V2937、SSR-11448和SSR-12751)；籽粒周長和百粒重之間呈極顯著相關(guān)，共檢測(cè)到2個(gè)標(biāo)記同時(shí)控制2種性狀(CAASES-V2745和SSR-11885)；株高和有效分枝之間呈極顯著相關(guān)，共檢測(cè)到2個(gè)標(biāo)記同時(shí)控制2種性狀(CAASES-V2698和CAASES-V3058)，可見相關(guān)性狀之間的遺傳關(guān)聯(lián)性在本研究中得到了進(jìn)一步證實(shí)。在育種中利用這些關(guān)聯(lián)SSR標(biāo)記進(jìn)行輔助選擇，有助于實(shí)現(xiàn)多個(gè)性狀的協(xié)同改良[30-31]。

在本研究中，利用基于MLM模型極顯著(P<0.01)條件下的關(guān)聯(lián)分析結(jié)果，共發(fā)掘出7個(gè)分別對(duì)成莢節(jié)數(shù)、單莢粒數(shù)、有效莢數(shù)、有效籽粒數(shù)、株高、籽粒厚、籽粒長和籽粒周長增效潛力最大的優(yōu)異等位變異(SSR-12751-1、CAASES-V3035-4、CAASES-V2937-4、CAASES-V2731-2、CAASES-V2986-4、CAASES-V2986-5和SSR-11448-5)和7份典型材料，CAASES-V2937-4等位基因?qū)τ行ЯＷ褦?shù)的表型效應(yīng)值高達(dá)35.7356，其中甘肅—武當(dāng)蠶豆同時(shí)載有與有效莢數(shù)和有效籽粒數(shù)關(guān)聯(lián)的優(yōu)異等位變異位點(diǎn)。通過對(duì)蠶豆產(chǎn)量構(gòu)成因素的分析發(fā)現(xiàn)，構(gòu)成蠶豆產(chǎn)量的主要因素有單株粒數(shù)、單株莢數(shù)、單株粒重、有效粒數(shù)、百粒重和有效莢數(shù)[32-33]。本研究的農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析結(jié)果顯示，籽粒長、籽粒周長和籽粒厚均與百粒重呈極顯著正相關(guān)，成莢節(jié)數(shù)和單莢粒數(shù)與有效粒數(shù)和有效莢數(shù)均呈極顯著正相關(guān)，株高與有效籽粒數(shù)呈極顯著相關(guān)，這6個(gè)農(nóng)藝性狀可視為蠶豆產(chǎn)量的間接構(gòu)成因素。鑒于此，本研究所挖掘到的增效等位變異可用于蠶豆產(chǎn)量的分子標(biāo)記輔助選擇育種，攜帶增效基因的材料則可作為優(yōu)異親本用于雜交育種。

由于目前有關(guān)蠶豆關(guān)聯(lián)分析的研究相對(duì)較少，本研究中極顯著關(guān)聯(lián)到的SSR標(biāo)記，還沒有發(fā)現(xiàn)在其他文獻(xiàn)中報(bào)道，因此，還需進(jìn)一步的分析來驗(yàn)證本結(jié)果的準(zhǔn)確性。因?yàn)橛绊戧P(guān)聯(lián)作圖準(zhǔn)確性和精確性的因素還有群體大小、標(biāo)記質(zhì)量等，所以可進(jìn)一步通過更高密度的標(biāo)記，更大的群體規(guī)模以及多年多點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)一步提高關(guān)聯(lián)分析結(jié)果的可靠性。另外，本研究采用線性回歸方法進(jìn)行性狀關(guān)聯(lián)分析，比較簡單直觀，但不能估計(jì)QTL的具體位置和加性、顯性或超顯性效應(yīng)。相比之下，連鎖分析能檢測(cè)QTL的加性效應(yīng)，且能克服關(guān)聯(lián)分析對(duì)稀有等位基因檢測(cè)效能低的缺點(diǎn)[34]。鑒于此，可采用連鎖分析和關(guān)聯(lián)分析相結(jié)合的策略，提高蠶豆農(nóng)藝性狀QTL分析的效率和準(zhǔn)確性。

4 結(jié) 論

321份蠶豆材料在17個(gè)農(nóng)藝性狀間部分性狀存在顯著或極顯著的線性相關(guān)性，以MLM模型關(guān)聯(lián)分析共發(fā)現(xiàn)8個(gè)標(biāo)記與8種農(nóng)藝性狀極顯著(P<0.01)關(guān)聯(lián)，解釋率為0.0291～0.0897，基于這一關(guān)聯(lián)分析的結(jié)果，最終發(fā)掘出7個(gè)優(yōu)異等位變異及7份優(yōu)異種質(zhì)，這為蠶豆育種親本的選擇和分子標(biāo)記輔助選擇育種奠定了理論基礎(chǔ)。