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作者：刘绿萌华中农业大学

学位级别：硕士

大豆是我国主要的油料作物,也是人类重要的植物蛋白来源,但我国大豆单产不到美国的60%,是世界上主要的大豆进口国。振兴我国大豆产业的关键是提高其单产,每荚粒数是大豆产量的重要构成因素之一,但在传统育种过程中大豆的每荚粒数并没有... 详细信息

大豆是我国主要的油料作物,也是人类重要的植物蛋白来源,但我国大豆单产不到美国的60%,是世界上主要的大豆进口国。振兴我国大豆产业的关键是提高其单产,每荚粒数是大豆产量的重要构成因素之一,但在传统育种过程中大豆的每荚粒数并没有显著提升,仅为1～4粒,远低于豇豆。从生物信息学角度剖析大豆与豇豆每荚粒数差异的原因对于提高大豆产量具有重要意义。种子由胚珠受精产生,业已表明,拟南芥胚珠形成受到生长素和细胞分裂素等植物激素的调控,其中生长素和细胞分裂素两条激素通路通过PIN1蛋白紧密联系。PIN1作为生长素的外排载体,控制着生长素的运输,在胚珠原基顶端生长素极大值区域的形成中起着至关重要的作用;细胞分裂素对胚珠形成的正向调节是通过激活PIN1的表达来完成的,但细胞分裂素受到CKX蛋白家族的降解。为剖析大豆和豇豆每荚粒数差异的分子机制,本研究在鉴定大豆和豇豆PIN1和CKX基因家族基础上,实施这两个基因家族的生物信息学分析,研究结果为提高大豆产量提供新思路。其主要结果如下:1、在拟南芥基因PIN1的同源比对鉴定的5个大豆Gm PIN1基因和3个豇豆Vu PIN1基因中,通过进化分析、Motif分析和共线性分析,确定大豆Gm PIN1a、Gm PIN1b和豇豆Vu PIN1b是胚珠原基形成生长素极大值区域起主要作用的PIN1基因;通过比较这三个基因在花中的相对表达量发现,大豆Gm PIN1a和Gm PIN1b的相对表达水平远低于豇豆的Vu PIN1b。在STRING数据库中寻找与PIN1蛋白具有实验验证的拟南芥互作蛋白,并比较这些互作蛋白的大豆和豇豆同源基因的相对表达量,大豆Gm PIN1蛋白的PID激酶和D6PK激酶基因的低表达以及其磷酸酶的调控亚基RCN1基因的高表达使Gm PIN1蛋白的磷酸化水平低于豇豆;促使边缘细胞Gm PIN1蛋白降解的UNH基因以及影响其质膜定位的MPK6基因的高表达使大豆Gm PIN1蛋白的质膜定位水平低于豇豆。由此推论,大豆和豇豆PIN1基因的相对表达量和PIN1蛋白的磷酸化水平与质膜定位水平的显著差异,影响了大豆和豇豆胚珠原基顶端生长素极大值区域的形成速率,进而影响了雌蕊胚珠数量和每荚粒数。2、在拟南芥基因CKX的同源比对和共线性分析鉴定的17个大豆CKX基因和10个豇豆CKX基因中,通过进化分析、蛋白理化性质预测、基因结构分析、Motif分析和顺式作用元件分析,获得了这些基因的特性。通过比较这27个基因在花中的相对表达量发现,大豆基因CKX5的结构域残缺且没有表达,大豆基因CKX3、CKX6和CKX7的相对表达量远高于豇豆。通过比较拟南芥CKX蛋白活性的正向调控基因ROCK1的大豆和豇豆同源基因的相对表达量和预测调控大豆和豇豆CKX基因家族的mi RNA发现,大豆基因ROCK1的高表达使CKX蛋白活性比豇豆高,更少的mi RNA使大豆CKX基因家族的表达量更高,导致更多的大豆细胞分裂素降解,进而使大豆PIN1基因的相对表达水平降低,最终导致大豆每荚粒数的减少。通过大豆Gm CKX基因家族的进化分析发现,大豆Gm CKX基因家族的扩张主要来自大豆的8～13 MYA和59 MYA的全基因组复制事件;Gm CKX3基因串联重复事件发生在59 MYA以前;Gm CKX1基因的单独片段复制发生在59 MYA以前,并演变为Gm CKX6基因。将与拟南芥CKX3同源的大豆基因命名为Gm CKX3a类基因,这类基因串联重复产生的新基因命名为Gm CKX3b类基因。通过与豇豆、菜豆、鹰嘴豆和蒺藜苜蓿的同源比对发现:CKX3的串联重复事件是豆科作物共同经历的事件;拟南芥CKX3的蒺藜苜蓿同源基因Medtr4g126150的串联重复基因Medtr4g126160为CKX3b类基因,它影响蒺藜苜蓿根的发育。结合大豆、豇豆和菜豆CKX基因家族在不同组织中的表达模式和前人研究结果发现,CKX3a类基因在花中高表达,是影响胚珠数量的关键基因;CKX3b类基因在花中不表达,部分基因在大豆和蒺藜苜蓿根中高表达,可能影响根的发育,例如Medtr4g126160,部分基因在所有组织中几乎都不表达,如豇豆和菜豆。CKX6类和CKX7类基因在花中高表达,可能与CKX3a基因有同样的功能。根据拟南芥和油菜的ckx3和ckx5多重突变体能提高每雌蕊胚珠数、角果数和产量,以及大豆CKX5结构域缺失与不表达和CKX3b功能分化,本研究推测可以通过大豆ckx3a突变体或ckx3a、ckx6和ckx7多突变体来增加每荚粒数以提高大豆单产。

关键词：每荚粒数胚珠数大豆豇豆 PIN1 CKX

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大豆重组自交系群体荚粒性状的QTL分析

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作物学报 2007年第3期33卷 441-448页

作者：王贤智张晓娟周蓉沙爱华吴学军蔡淑平邱德珍周新安中国农业科学院研究生院北京100081 中国农业科学院油料作物研究所湖北武汉430062

利用大豆重组自交系soy01群体中的255个家系进行2年田间试验,采用两种作图方法,寻找一粒荚、四粒荚、每荚粒数等5个荚粒性状稳定的QTL。结果表明,利用区间作图法,2年共找到24个荚粒性状QTL,解释的遗传变异为5%-80%;利用复合区间作图法,... 详细信息

利用大豆重组自交系soy01群体中的255个家系进行2年田间试验,采用两种作图方法,寻找一粒荚、四粒荚、每荚粒数等5个荚粒性状稳定的QTL。结果表明,利用区间作图法,2年共找到24个荚粒性状QTL,解释的遗传变异为5%-80%;利用复合区间作图法,2年共找到27个荚粒性状QTL,解释的遗传变异为4%-73%。利用复合区间作图法,2年找到2个重复出现、稳定的四粒荚QTL和2个每荚粒数QTL,为大豆荚粒性状QTL的精细定位和分子标记辅助育种提供了基础和依据。

关键词：大豆荚粒性状四粒荚每荚粒数 QTL定位

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苏豇5号豇豆

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农家致富 2024年第6期 43-43页

苏豇5号属于中熟品种,适宜江苏省作春季大棚或秋季露地栽培。该品种植株蔓生,生长势强。叶片浅绿色,花紫红色,主蔓始花节位4.7节。荚绿白色,扁圆形,荚长62.1厘米,每荚粒数19.3粒,单荚重21.5克。

关键词：中熟品种露地栽培单荚重春季大棚生长势始花节位豇豆每荚粒数

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大豆多粒荚特异材料BAC文库的构建

大豆多粒荚特异材料BAC文库的构建

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作者：许靖曼中国农业科学院

学位级别：硕士

大豆是我国主要粮油作物之一,但因单产较低,优质大豆所占比例少,种植效益不高,导致种植面积逐年下降,进口大豆数量逐年增加,大豆产业形式严峻。构成大豆产量的因素包括单株荚数、单株粒数、每荚粒数、百粒重等。产量性状作为一种数量性... 详细信息

大豆是我国主要粮油作物之一,但因单产较低,优质大豆所占比例少,种植效益不高,导致种植面积逐年下降,进口大豆数量逐年增加,大豆产业形式严峻。构成大豆产量的因素包括单株荚数、单株粒数、每荚粒数、百粒重等。产量性状作为一种数量性状,相关的基因位点较多。其中每荚粒数具有较高的遗传力,对提高大豆产量的贡献较大,因此发掘与每荚粒数相关的基因有可能是提高单株产量的一条有效途径。本研究在每荚粒数相关QTL。定位研究基础上,利用重组自交系群体中多粒荚家系构建BAC文库,为每荚粒数相关基因的克隆建立基础。本实验研究结果说明,在进行大片段DNA制备时,幼嫩叶片更适合于大豆基因组片段DNA的提取,且都集中在400kb以上,小片段DNA很少,次级产物较少,基本上没有蛋白质和细胞质DNA污染,可得到浓度适当、降解较少的DNA琼脂糖包埋块。通过在一定酶切时间内改变内切酶的浓度,确定了大豆基因组大片段DNA的最佳酶切酶量为3.0U。通过回收得到浓度、大小均合适的核DNA酶切片段,建立了高效的大豆大片段连接体系,在载体与大片段比例为1：4.5时,连接效率最高。本试验还改进了Peterson等人的脱盐方法,提高了转化效率,得到了更多的转化子。本试验得到的BAC文库包含了54912个克隆。随机挑取110个克隆进行检测,结果显示,插入片段介于50-200kb,平均大小为125kb,经统计发现70%的BAC插入片段在100kb以上。剔出空载率部分,该BAC文库包含的克隆总量大约为大豆单倍体基因组的5.54倍,筛选到任何一个基因的概率为99.98%,结果说明构建的大豆文库覆盖率较高,克隆数目较大,插入片段较大。随机挑选4个BAC克隆经过100代繁殖后,没有出现丢失或变异,说明本文库的BAC克隆较为稳定,至少可以保存100代。本文库的单倍体基因组覆盖程度、克隆插入片段大小和BAC克隆的稳定性等方面,均达到了国际上对文库构建的要求。本研究首次构建了针对大豆产量构成性状的BAC文库,与已有大豆BAC文库相比,虽然本文库克隆总量不是特别大,但是平均插入片段更大,更有利于图位克隆。本文库既可作为每荚粒数相关基因克隆的实物平台,也可在克隆大豆重要的功能基因、基因染色体物理定位、基因启动子分离与分析等方面发挥重要作用。

关键词： BAC文库大豆多粒荚家系每荚粒数

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大豆多四粒荚创新种质‘汾豆96’选育及理想模型构建

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中国农学通报 2018年第21期34卷 14-22页

作者：史宏山西省农业科学院经济作物研究所山西汾阳032200

旨在选育多四粒荚大豆品种,构建理想模型,为大豆高产超高产育种探索新途径。用spss 18分析‘汾豆96’生理生态特性,以椭圆叶形多四粒荚‘汾豆96’为主,结合34份披针叶形四粒荚材料,对其10项产量相关的农艺性状用逐步回归法构建理想模型... 详细信息

旨在选育多四粒荚大豆品种,构建理想模型,为大豆高产超高产育种探索新途径。用spss 18分析‘汾豆96’生理生态特性,以椭圆叶形多四粒荚‘汾豆96’为主,结合34份披针叶形四粒荚材料,对其10项产量相关的农艺性状用逐步回归法构建理想模型。‘汾豆96’群体内四粒荚单株的存在率达85%以上,单株四粒荚最高达49个,占总荚数的30.25%,‘汾豆96’产量随四粒荚数的增加总体呈增加趋势。当R^2=0.939时,模型拟合最优:Y=-87.583+0.415X_1-5.155X_2+10.094X_3+13.459X_4。回归方程表明多四粒荚创新材料产量与生物产量(X_1)、株高(X_2)、百粒重(X_3)和主茎节数(X_4)呈显著线性回归关系。提升每荚粒数和选育多四粒荚品种,是高产超高产育种产量突破的新途径。大豆品种具备的理想模型是抗倒伏、多荚粒、适合机械化收获的短节间密荚类型。

关键词：大豆产量四粒荚每荚粒数理想模型

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不同种植密度下大豆产量性状的QTL分析

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中国油料作物学报 2009年第1期31卷 1-8页

作者：王贤智周蓉单志慧张晓娟沙爱华陈海峰邱德珍周新安中国农业科学院油料作物研究所湖北武汉430062

利用大豆重组自交系soy01群体的255个家系为作图群体,在不同年份、不同种植密度下进行了大豆产量性状的QTL分析。结果表明,采用复合区间作图法,2年2种处理组合下检测到单株荚数、单株粒数、每荚粒数等5个产量性状相关QTL共43个,分布于A2... 详细信息

利用大豆重组自交系soy01群体的255个家系为作图群体,在不同年份、不同种植密度下进行了大豆产量性状的QTL分析。结果表明,采用复合区间作图法,2年2种处理组合下检测到单株荚数、单株粒数、每荚粒数等5个产量性状相关QTL共43个,分布于A2、F、I等14个连锁群,其中qNP-15-1等3个QTL在4种环境中均检测到,qNP-19-1等5个QTL在3种环境中均检测到,qNP-1-1等10个QTL在2种环境中均检测到,为较稳定的QTL。每荚粒数QTLqNSP-19-1和qNSP-19-2在多种环境中均检测到,贡献率均超过60%,为稳定主效QTL;百粒重QTLqSW-19-1在4种环境中均检测到,贡献率均超过20%,为稳定主效QTL。这些稳定的主效QTL可应用于精细定位和分子标记辅助育种研究。

关键词：大豆产量性状不同密度每荚粒数 QTL定位

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杂交大豆配合力及杂种优势分析

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中国油料作物学报 2018年第6期40卷 755-761页

作者：韩亚丽林春晶丁孝羊彭宝李文跃张春宝赵丽梅吉林农业大学农学院吉林长春130018 吉林省农业科学院大豆研究所吉林长春130033 大豆国家工程研究中心吉林长春130033

为了提高杂交大豆育种效率,进一步提高杂交大豆产量,以5份大豆细胞质雄性不育系为母本,12份恢复系为父本,采用NCⅡ设计方法组配60个杂交组合,对产量、单株荚数、单株粒数和每荚粒数分别进行杂种优势、配合力效应、及其与F1性状的相关性... 详细信息

为了提高杂交大豆育种效率,进一步提高杂交大豆产量,以5份大豆细胞质雄性不育系为母本,12份恢复系为父本,采用NCⅡ设计方法组配60个杂交组合,对产量、单株荚数、单株粒数和每荚粒数分别进行杂种优势、配合力效应、及其与F1性状的相关性分析。结果表明,F1产量性状中亲优势组合占全部组合的55%,超高亲优势组合占30%,中亲和超高亲优势均≥20%的占15%。单株荚数、单株粒数、每荚粒数等产量相关性状的中亲优势组合分别占55%、56. 67%和23. 33%,超高亲优势率均为负值。17份亲本材料的一般配合力(general combining ability,GCA)变化范围为-27. 94%～56. 62%,其中6份材料表现为正效应;30个杂交组合的特殊配合力(special combining ability,SCA)为正值,占总体的50%。此外,SCA与F1籽粒产量和单株荚数的杂种优势及其性状值均相关;GCA与产量性状值和单株粒数的中亲优势呈极显著相关,与单株荚数的中亲优势、单株粒数、每荚粒数的超高亲优势及性状值呈显著相关;各性状SCA与GCA之间不相关。单株荚数和单株粒数对产量的贡献较大。产量杂种优势强的组合双亲具有高的一般配合力,而且兼具有较高的特殊配合力。

关键词：大豆杂种优势一般配合力特殊配合力产量单株荚数单株粒数每荚粒数

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增施钾肥和末期干旱对白羽扇豆结荚和种子产量的影响(英文)

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云南大学学报（自然科学版） 2002年第1期24卷 56-61页

作者：刘飞虎 Nancy Longnecker 云南大学生物系云南昆明650091 西澳大利亚大学干旱农业区豆科作物研究中心

试验探讨通过增施钾肥减轻末期干旱对白羽扇豆产量影响的可能性 .温室盆栽窄叶白羽扇豆(LupinusangustifoliusL .) ,施钾水平为 0 ,1 5 ,6 0mg·kg- 1 .于顶部分枝始花期开始干旱处理 ,用称重法使土壤含水量控制在田间持水量的 40 %— 5... 详细信息

试验探讨通过增施钾肥减轻末期干旱对白羽扇豆产量影响的可能性 .温室盆栽窄叶白羽扇豆(LupinusangustifoliusL .) ,施钾水平为 0 ,1 5 ,6 0mg·kg- 1 .于顶部分枝始花期开始干旱处理 ,用称重法使土壤含水量控制在田间持水量的 40 %— 5 0 % ,持续 1 4d后停止浇水 .对照保持田间持水量的 70 %—1 0 0 % ,与干旱处理的同时停止浇水 .结果表明 ,施钾能增加地上部生物产量、粒重、侧枝上的每荚种子数和主茎结荚数 ,因而提高产量 ;但对收获指数无影响 .施钾还增加豆苗及主茎种子的钾含量及主茎幼荚汁液的蔗糖浓度 ,但降低叶片水势和渗透势 .末期干旱降低地上部生物产量和粒重、减少侧枝结荚数导致侧枝种子产量降低 ,从而使整株产量下降 ;但不影响每荚粒数和收获指数 .末期干旱降低水势 ,但不影响渗透势 .在本试验中。

关键词：窄叶白羽扇豆土壤施钾末期干旱结荚种子产量每荚粒数收获指数

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高寒地区地膜覆盖绿豆栽培技术

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内蒙古农业科技 1999年第S1期27卷 88-90页

作者：许孝堂

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大豆新优品种(上)

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农家致富 2022年第9期 42-43页

作者：陈新江苏省农业科学院经济作物研究所 210014

一、高产淮北夏大豆新品种苏豆19苏豆19是江苏省农业科学院经济作物研究所经常规人工杂交选育的高产、中熟夏大豆新品种,适宜在江苏省淮北地区及气候相似区域作夏播大豆种植。1.特征特性该品种全生育期109.5天,比对照徐豆13晚4.5天。株... 详细信息

一、高产淮北夏大豆新品种苏豆19苏豆19是江苏省农业科学院经济作物研究所经常规人工杂交选育的高产、中熟夏大豆新品种,适宜在江苏省淮北地区及气候相似区域作夏播大豆种植。1.特征特性该品种全生育期109.5天,比对照徐豆13晚4.5天。株高75.3厘米,结荚高度14.1厘米,主茎节数16.9节,有效分枝2.4个。单株结荚数64.4个,每荚粒数1.9粒,百粒重16.4克。

关键词：大豆新品种有效分枝江苏省农业科学院主茎节数夏播大豆特征特性新优品种每荚粒数

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