全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(7): 1155−1163 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2009CB1184, 2011CB1093), 国家自然科学基金项目(31071442, 30900902), 国家
公益性行业(农业)科研专项经费项目(200803060), 江苏省优势学科建设工程专项和国家重点实验室自主课题, 国家现代农业产业技
术体系建设专项(CARS-04)和农业部大豆生物学与遗传育种创新团队项目资助。
* 通讯作者(Corresponding authors): 赵团结, E-mail: tjzhao@njau.edu.cn; 盖钧镒, E-mail: sri@njau.edu.cn
第一作者联系方式: E-mail: soybeanwang@163.com
Received(收稿日期): 2012-08-21; Accepted(接受日期): 2013-03-11; Published online(网络出版日期): 2013-04-23.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20130423.1336.015.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.01155
大豆结荚习性、荚色和种皮色相关野生片段分析
王吴彬 何庆元 杨红燕 向仕华 邢光南 赵团结* 盖钧镒*
南京农业大学大豆研究所 / 国家大豆改良中心 / 农业部大豆生物学与遗传育种重点实验室(综合) / 作物遗传与种质创新国家重点实
验室, 江苏南京 210095
摘 要: 结荚习性、荚色和种皮色是大豆的重要形态性状, 与进化密切相关。利用由 151 个家系组成的野生大豆
(Glycine soja Sieb et Zucc.)染色体片段代换系(CSSL)群体(SojaCSSLP1), 通过不同表型 CSSL组间比对, 分别检测到
与结荚习性、荚色和种皮色相关的 1、3和 2个野生片段(基因)。其中, 5个野生片段(基因)分别与前人在栽培豆中检
测到的无限结荚 Dt1、荚色 L1、荚色 L2、绿种皮 G 和黑种皮 i 基因相对应, 说明野生大豆与栽培大豆间、栽培大豆
与栽培大豆间在这些片段上均存在等位变异分化, 是与大豆进化相关的基因/片段。另一个与荚色相关的 Satt273 野
生片段能使大豆表现黑荚, 可能是本研究的新发现, 但还需进一步验证。
关键词: 野生大豆; 染色体片段代换系; 荚色; 结荚习性; 种皮色
Identification of Wild Segments Associated with Stem Termination, Pod Color,
and Seed Coat Color in Soybean
WANG Wu-Bin, HE Qing-Yuan, YANG Hong-Yan, XIANG Shi-Hua, XING Guang-Nan, ZHAO Tuan-Jie*,
and GAI Jun-Yi*
Soybean Research Institute / National Center for Soybean Improvement / MOA Key Laboratory for Biology and Genetic Improvement of Soybean
(General) / National Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China
Abstract: Stem termination (ST), pod color (PC) and seed coat color (SCC) are important morphological traits, which are related
to evolution in soybean. By using a wild soybean (Glycine soja Sieb et Zucc.) chromosome segment substitution line (CSSL)
population, designated as SojaCSSLP1 composed of 151 lines, one ST, three PC and two SCC wild segments/alleles were detected
based on the comparison of different CSSL groups with a same phenotype on the respective trait. Among them, five wild al-
leles/segments identified in this study were corresponding to Dt1, L2, L1, G and i, respectively, which indicated that there existed
allele differentiation happened between wild and cultivated soybean as well as between cultivated soybeans on these
loci/segments and that the genes/segments involved with domestication and evolution. The wild segment of Satt273 for PC might
be a novel gene/segment, which needed further verification. The identification of the genes/segments provide basic materials for
cloning the wild alleles, studying the wild allele function and recombination of the wild alleles/segments.
Keywords: Wild soybean; Chromosome segment substitution line; Pod color; Stem termination; Seed coat color
大豆[Glycine max (L.) Merr.]原产于中国, 是当
今世界最重要的植物蛋白与植物油来源。野生大豆
(G. soja Sieb. et Zucc.)是栽培大豆的野生祖先, 具有
无限结荚、黑荚及黑种皮等典型特征。
大豆结荚习性 (stem termination, ST), 分为有
限、亚有限和无限 3 种类型。根据 SoyBase (http://
www.soybase.org/)的信息显示 , 大豆结荚习性与成
熟期[1]、株高[1-2]、叶面积[3]、产量[4]、倒伏性[2]、耐
旱性 [4]、油脂含量 [5]和百粒重 [6]等许多农艺性状相
关。Bernard [7]研究表明大豆结荚习性受 2 对基因
Dtl和 Dt2控制, Dtl为无限性, dt1为有限性, Dt2为亚
有限性, dt2为无限性, dt1对 Dt2有隐性上位作用。根
1156 作 物 学 报 第 39卷

据 Song等[8]公布的遗传图谱, Dtl被整合到大豆第 19
染色体(Chr.19)即 L连锁群(LG L)的 89.1 cM处, Dt2
被整合到 Chr.18(G)上 , 其中前者已被 Liu 等 [9]和
Tian等[10]克隆。
大豆荚色(pod color, PC)是一个重要的形态性状,
可以稳定遗传。野生大豆的荚色多为黑色, 而育成
品种多为黄色, 这与人工定向选择有关。Bernard [11]
指出大豆荚色受 2 对基因 L1和 L2控制, 其中 L1对
L2具有显性上位作用, 所以 L1-表现为黑荚, l1l1L2-表
现为棕荚, l1l1l2l2表现为黄荚。根据 Song等[8]公布的
遗传图谱, L1被整合到 Chr.19(L)染色体上的 48.3 cM
处, L2被整合到 Chr.3(N)的最顶端。关于大豆荚色的
分子遗传机理, 目前国内外报道较少。
大豆种皮色(seed coat color, SCC)也是育种中的
一个重要形态性状, 与大豆种子的商品质量及植株
的耐逆性等关系密切[12-13]。目前, 报道有 G、O、R、
I、T和 W1等 6个位点控制大豆种皮颜色, 同时位点
间存在互作, 遗传基础复杂[14]。G控制绿(青)色种皮;
g控制黄色种皮。R控制黑色种皮(与 T基因共存时);
rm控制褐色种皮并具黑色虎斑状斑纹; r控制褐色种
皮(与 T基因共存时)。O控制褐色种皮; o控制红褐
色种皮。T除控制棕毛外, 还促成产生黑色或褐色种
皮; t 除控制灰毛外, 还能冲淡皮色的作用, 产生不
完全黑色(即黑斑)或黄色种皮。W1除控制紫花外, 又
能使不完全黑色表现出来; w1 除控制白花外, 又能
冲淡 R的作用, 呈现黄褐色种皮。I能使色素全被抑
制或冲淡造成淡色脐, 当黑色基因存在时产生灰蓝
脐, 当褐色或黄褐色存在时造成淡色脐; ii将黑色或
褐色限制于脐内; ik将黑或褐色限制于脐两侧, 造成
马鞍状双色; i 无抑制作用, 使黑或褐色遍及全种皮
而成黑或褐种皮; 以上 I、ii、ik、i 依次前者对后者
为显性。根据 Song 等[8]公布的遗传图谱, G、O、R
和 W1 分别被整合到 Chr.1(D1a)的 100.8 cM 处、
Chr.8(A2)的 58.4 cM 处、Chr.9(K)的 97.1 cM 处和
Chr.13(F)的 28.9 cM处。这些基因中, 对 I和 T研究
较为深入[15], 其中 I 被定位在大豆 Chr.8(A2)上一个
富含查尔酮合成酶 (CHS)的区域 [16]; T 被定位到
Chr.6(C2)上 , 编码类黄酮 -3′-羟基化酶 (Flavonoid-
3′-hydroxylase, F3′H)[17]; 其余基因的分子机理研究
较少。
染色体片段代换系是指通过连续回交、自交及
分子标记辅助选择相结合的方法, 在受体的遗传背
景上代换一个(或少数几个)供体片段的家系。与初级
群体(如 F2:3家系、重组自交系等)相比, 遗传背景简
单, 能提高复杂农艺性状 QTL 定位的准确性, 已在水
稻、番茄、小麦和棉花等许多作物中成功应用[18-23]。
本实验室于 2006 年夏以来自熟期组(MG)V 的优良
栽培大豆 NN1138-2 为母本, 光周期反应不敏感(广
适性育种)和耐逆性强的野生大豆 N24852 为父本配
制杂交组合; 同年冬, 在海南以 NN1138-2为轮回亲
本与 F1回交获得BC1F1; 2007年夏, 在南京江浦种植
BC1F1, 继续与轮回亲本回交获得了约 182个BC2F1。
以后穿梭南京和海南两地进行回交和自交加代工
作。至 2008 年冬, 陆续获得了由 1100 个家系或单
株组成的高代回交群体。根据 Song等[8]公布的大豆
遗传图谱, 选择了 846个均匀分布于大豆 20条染色
体的 SSR 标记进行双亲多态性分析, 最后, 选取了
151个多态明显、均匀分布于 20条染色体的 SSR标
记进行 CSSL 的基因型分析和分子标记辅助选择,
并连续自交。至 2010年夏, 共获得 1、56、15、7、
16、33 和 23 个 CSSL, 分别来自 BC2F5:6、(BC2F3)
BC1F2:3、(BC2F2) BC1F3:4、(BC2F2) BC2F2:3、BC3F4:5、
BC4F3:4和 BC5F2:3等 7个不同世代。根据 151个 SSR
标记分析结果, 这些 CSSL 的受体背景回复率变化
在 80.4%~99.8%, 平均 95.7%; 其中 20个 CSSL携带
1个野生片段, 32个 CSSL携带 2个野生片段, 每个
CSSL 平均携带 3.2个纯合野生片段和 0.9 个分离片
段; 代换片段长度最小为 2.7 cM, 最大为整条染色
体 97.3 cM, 纯合野生片段平均长度为 24.0 cM。根
据 11 个大豆性状评价结果, 群体均值(多数 CSSL 的
表型)均回归到轮回亲本表型值, 并均能检测到与轮
回亲本差异显著(P<0.001)的 CSSL; 除开花期极端个
体回复到野生亲本表型外, 其余性状的极端个体仅
能表现部分程度的野生性, 反映了性状部分片段代
换的特点。相关研究结果参见Wang等[26]。
本研究主要目的: (1)利用 SojaCSSLP1对遗传基
础明确的结荚习性进行片段定位, 并与前人结果比
较, 检验定位结果可靠性; (2)利用该群体对大豆荚
色和种皮色相关基因进行初步定位, 解析其遗传基
础, 鉴定及评价影响这些性状的野生体片段, 为相
应野生等位基因的克隆、功能研究以及片段重组提
供材料基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本研究所用材料: NN1138-2、N24852及由这 2
第 7期 王吴彬等: 大豆结荚习性、荚色和种皮色相关野生片段分析 1157


个亲本衍生的染色体片段代换系群体(Soja CSSLP1)。
其中 NN1138-2由国家大豆改良中心培育, 来自MG
V, 是南方大豆育种中的骨干亲本, 目前已完成了全
基因组测序, 该品种具有有限结荚、黄荚和黄种皮
等特点。野生大豆 N24852来自 MG III, 具有光周期
反应不敏感(广适性育种)和耐逆性强等特性, 表现
无限结荚、黑荚和黑种皮。SojaCSSLP1群体由 151
个家系组成, 每个家系携带有一个或几个野生片段,
该群体的基因型图如图 1 所示, 对角线上的野生片
段覆盖了野生大豆整个基因组, 有些家系间片段有
部分重叠。
1.2 田间试验和性状调查
田间试验于 2010年夏在南京农业大学国家大豆
改良中心江浦试验站进行, 完全随机区组设计, 3次
重复, 1行区, 2.0 m行长, 行距 0.5 m。田间管理同一
般大田。
田间观察和室内考种参照邱丽娟和常汝镇[27]方
法。结荚习性分有限 (determinate, DTM)、亚有限
(semi-determinate, SDTM) 和 无 限 (indeterminate,
IDTM)。荚色为大豆成熟时豆荚的颜色, 分黄(yellow,
YW)、棕(brown, BN)和黑(black, BK)[11]。种皮色分
黄(yellow, Y)、绿(green, G)和黑(black, B) [14]。
1.3 数据分析
用 Sigmaplot软件绘制表型数据的次数分布图。
根据不同表型 CSSL 组间比对的方法检测与性状相
关的野生片段(以标记表示)。按照某一性状表型的不
同 , 将 SojaCSSLP1 分为受体组(表型与受体亲本
NN1138-2 相同的 CSSL 组成)和供体组(表型与受体
亲本不同的 CSSL 组成), 如果供体组中存在表型差
异, 又可分成不同的亚组; 然后比较各供体组与受
体组在 151 个 SSR 位点(片段)上的差异。在理想条
件下, 如果野生片段与性状相关, 则其应仅存在于
供体组。CSSL分组时不考虑性状分离家系。
基因命名方法, 参考 QTL的命名[28], 即 g+目标
性状(英文缩写的大写字母)+所在染色体+基因序数,
基因的全名用斜体表示。
2 结果与分析
2.1 亲本及群体性状表现
NN1138-2表现有限结荚、黄荚和黄种皮, 而野
生大豆 N24852表现无限结荚、黑荚和黑种皮。从图
2中可以看出, 151个CSSL中, 多数表型已回归到轮
回亲本, 说明群体的遗传背景已基本回复到轮回亲
本水平。同时, 除结荚习性外, 荚色和种皮色均出现
了新的类型, 表明性状部分片段被代换的特点。如
SojaCSSLP1 中不仅存在黑荚 CSSL 和黄荚 CSSL,
而且还出现了棕荚。
2.2 大豆主要形态性状相关野生片段分析
按 Young 和 Tanksley[29]的方法估算野生片段所
占基因组的比例。首先, 不考虑 2个相邻标记间发生
的双交换事件, 当相邻两标记基因型均为野生亲本
基因型时, 则认为这 2 个标记之间的区段全为野生
片段; 当相邻两标记基因型均为栽培基因型时, 则
认为这 2 个标记间不含野生片段; 当相邻标记一个
为野生基因型另一个为栽培基因型时, 则认为这个
区段含有 50%的野生片段。如图 1所示, SojaCSSLP1
群体由 151 个家系组成, 根据 151 个 SSR 标记对角
线上野生大豆基因组被相应分解成大小不同的片段,
片段间可能有重叠, 但总加起来覆盖了整个野生大
豆基因组; 在非对角线区域各家系还存在一些其他
重复片段, 是 CSSL但还不是单片段代换系(SSSL)。
其中每个家系携带 1 个或少数几个野生片段, 利用
该群体进行基因定位时, 实际是将这些基因定位到
片段上。因此本研究利用基因/片段来代表所获得的
定位结果。
在 SojaCSSLP1 中, 累计共检测到与大豆结荚
习性、荚色和种皮色相关的 6 个基因/片段, 分别分
布在 Chr.1(D1a)、Chr.3(N)、Chr.8(A2)、Chr.9(K)和
Chr.19(L)上(图 3)。
2.2.1 大豆结荚习性相关野生片段分析 So-
jaCSSLP1中共有 6个 CSSL表现无限结荚(图 2), 组
成供体组; 其余 144个有限结荚习性的CSSL组成受
体组。通过不同表型 CSSL组间比对发现, 151个野
生片段(标记)中, 只有 Satt166 和 Sat_286 仅在供体
组中出现而在受体组中不出现。所以初步确定上述
2个野生片段与大豆结荚习性相关, 其在 6个无限结
荚 CSSL中的分布见图 4-A。从该图, 可以得到以下
结果: (1) CSSL52、CSSL96和 CSSL148携带 Sat_286
野生片段, 表型无限结荚, 说明该片段包含无限结
荚基因; (2) CSSL119、CSSL141和 CSSL143同时携
带 Satt166 和 Sat_286 野生片段, 表现无限结荚, 由
于无单独携带 Satt166 野生片段的 CSSL, 所以其与
大豆结荚习性是否相关还有待确定。
综合以上结果, 最后确定 Sat_286 野生片段包
含大豆无限结荚基因。
1158 作 物 学 报 第 39卷


图 1 SojaCSSLP1 的图示基因型(引自 Wang等[26])
Fig. 1 Graphical genotypes of SojaCSSLP1 (cited from Wang et al.[26])
每一行代表一个染色体片段代换系; 每一列代表一条染色体(连锁群); 白色区域和黑色区域分别代表 NN1138-2和 N24852的纯合片段;
灰色区域代表存在分离的片段。
Each row indicate a CSSL and each column represented a chromosome (linkage group). The white and black bars denote the segments ho-
mozygous for NN1138-2 and N24852 respectively; segregating segments are denoted with gray bar.
第 7期 王吴彬等: 大豆结荚习性、荚色和种皮色相关野生片段分析 1159



图 2 SojaCSSLP1 群体结荚习性、荚色和种皮色的次数分布图(江苏江浦, 2010)
Fig.2 Frequency distribution of ST, PC, and SCC in the SojaCSSLP1 (Jiangpu, Jiangsu, 2010)
A: 结荚习性(ST); B: 荚色(PC); C: 种皮色(SCC); DTM: 有限结荚; IDTM: 无限结荚;
YW: 黄荚; BN: 棕荚; BK: 黑荚; Y: 黄种皮; B: 黑种皮; G: 绿种皮。括号内数字代表 CSSL个数。
A: stem termination (ST); B: pod color (PC); C: seed coat color (SCC); DTM: determinate; IDTM: indeterminate;
YW: yellow pod; BN: brown pod; BK: black pod; Y: yellow seed coat; B: black seed coat; G: green seed coat.
The number in bracket represents the number of CSSLs.


图 3 大豆结荚习性、荚色和种皮色相关基因/片段在染色体上的分布
Fig. 3 Distribution of gene/segment for stem termination (ST), pod color (PC), and seed coat color (SCC) on soybean chromosomes


图 4 大豆结荚习性(ST)、荚色(PC)和种皮色(SCC)相关野生片段分析
Fig. 4 Analysis of wild segment associated with stem termination (ST), pod color (PC), and seed coat color (SCC)
A: 结荚习性; B: 荚色; C: 种皮色; DTM: 有限结荚; IDTM: 无限结荚; YN: 黄荚; BK: 黑荚; BN: 褐荚;
Y: 黄种皮; B: 黑种皮; G: 绿种皮; □: NN1138-2基因型; ■: N24852基因型。
A: stem termination (ST); B: pod color (PC); C: seed coat color (SCC); DTM: determinate; IDTM: indeterminate;
YW: yellow pod; BK: black pod; BN: brown pod; Y: yellow seed coat; B: black seed coat; G: green seed coat;
the number in bracket represents the number of CSSLs; □: the genotype of NN1138-2; ■: the genotype of N24852.

1160 作 物 学 报 第 39卷

2.2.2 大豆荚色相关野生片段分析 根据荚色将
SojaCSSLP1分成受体组(黄荚, 132个 CSSL)、棕荚
组(5个 CSSL)和黑荚组(13个 CSSL), 另一个荚色分
离 CSSL 不参与分组。通过不同表型 CSSL 组间比
对发现, 151 个位点的野生片段中, 只有 Satt273 和
Satt313 仅在黑荚组中出现而不在受体(黄荚)组中出
现, 所以这 2 个野生片段可能与大豆黑荚相关。在
受体组与棕荚组间, 虽然没有发现棕荚组独有的野
生片段, 但 CSSL20 为染色体单片段代换系, 仅携
带一个 Sct_195野生片段, 荚表现棕色。综上, 初步
确定 Satt273、Satt313和 Sct_195等 3个野生片段与
荚色相关。在 SojaCSSLP1 中, 共有 19 个 CSSL 的
荚色与轮回亲本不同, 其中有 7 个 CSSL 不携带本
研究检测到的 3 个野生片段, 另一个 CSSL 荚色分
离, 上述野生片段在剩余 11个 CSSL中的分布见图
4-B。从该图可以得到以下结果: (1) CSSL4、CSSL20
和 CSSL22 携带 Sct_195 的野生片段, 荚表现棕色,
说明该野生片段携带棕荚基因。 (2) CSSL70、
CSSL88、CSSL125和 CSSL140携带 Satt313的野生
片段 , 荚表现黑色 , 说明该野生片段携带黑荚基
因。(3) CSSL67 携带 Satt273 的野生片段, 荚为黑
色。CSSL101同时携带 Sct_195和 Satt273两个野生
片段 , 荚为黑色。CSSL68 同时携带 Satt273 和
Satt313两个野生片段, 荚为黑色。以上说明 Satt273
野生片段也可能携带黑荚基因。
综合以上结果, 最后确定 Satt273、Satt313 和
Sct_195 等 3 个野生片段与大豆荚色相关。其中
Sct_195 上的野生等位基因能使大豆荚表现棕色 ,
Satt273 和 Satt313 上的野生等位基因能使大豆荚表
现黑色。
2.2.3 大豆种皮色相关野生片段分析 按照种皮
色将 SojaCSSLP1 分为受体组(124 个 CSSL)、绿种
皮组(9个 CSSL)和黑种皮组(12个 CSSL)。根据不同
表型 CSSL 组间比对, 虽然没有发现与绿种皮组和
黑种皮组相特异的野生片段 , 但发现 SojaCSSLP1
中共有 6个 CSSL携带 Sat_160野生片段, 其中 5个
家系与轮回亲本相比种皮色有变化; 群体中共有 7
个 CSSL携带AW132402野生片段, 其中 6个家系表
现黑种皮, 所以这 2 个野生片段与种皮色相关的可
能性较大(如图 4-C)。
在 SojaCSSLP1 中共有 27 个 CSSL 种皮色与轮
回亲本不同, 然而其中仅有 9个CSSL携带本研究检
测的种皮色相关野生片段; 另一个家系 CSSL57 虽
同时携带 Sat_160和AW132402野生片段, 但种皮为
黄色; 其余 141个 CSSL均不携带这 2个野生片段。
Sat_160 和 AW132402 在上述 10 个 CSSL 中的分布
见图 4-C, 从该图可以得到以下结果: (1) CSSL9、
CSSL11 和 CSSL44 携带 Sat_160 的野生片段, 种皮
为绿色 , 说明该片段携带绿种皮基因 , 命名为
gSCC1。(2) CSSL29、CSSL54、CSSL58和 CSSL110
仅携带一个与种皮色相关的 AW132402 野生片段,
种皮色均表现黑色, 说明该片段携带有黑种皮基因,
命名为 gSCC8。(3) CSSL10 和 CSSL55 同时携带
Sat_160 和 AW132402 野生片段, 种皮为黑色, 说明
这 2 个片段上的种皮色基因间存在互作, 黑色掩盖
了绿色。
综合以上结果, 最后确定 Sat_160和 AW132402
野生片段与大豆种皮色相关。其中 Sat_160 野生片
段携带的种皮色基因能使大豆表现绿种皮 ,
AW132402 野生片段携带的种皮色基因能使大豆表
现黑种皮。
3 讨论
3.1 CSSL群体在质量性状定位中的应用
对质量性状进行定位, 常用的作图群体为 F2群
体[31]。这类群体仍需继续回交或自交构建高级作图
群体(高代回交群体和剩余杂合系等), 才能实现对
性状的精细定位和图位克隆。染色体片段代换系是
指在受体的遗传背景上代换了一个或少数几个供体
片段的家系 , 其特征是不同个体间遗传背景相似 ,
能使整个基因组上的多个基因/QTL分解为只存在一
个或几个基因/QTL的分离, 从而消除背景的干扰和
主效位点对微效位点的掩盖作用, 能明显提高基因
/QTL定位的准确性和灵敏度[18], 且通过不同家系间
直接比对就可完成初步定位, 检测效率高。同时, 通
过直接与轮回亲本杂交构建次级 F2群体, 可以快速
实现精细定位。如赵荣兵等[32]通过选育的高代回交
材料, 将 Rscmv1基因精细定位在一个 1.38 Mb的区
段内。赵亮等[33]利用陆地棉遗传背景的海岛棉染色
体置换系, 将红株基因 R1精细定位在 NAU4956 和
NAU6752之间, 与最近标记的遗传距离为 0.49 cM,
该结果为进一步克隆该基因及培育红色彩棉转基因
品种提供了研究基础。
对质量性状进行基因定位的方法主要有: (1)分
离群体分组分析法 [34](bulked segregant analysis,
BSA); (2)极端个体组和隐性组分析 [35](bulked ex-
第 7期 王吴彬等: 大豆结荚习性、荚色和种皮色相关野生片段分析 1161


tremes and recessive class analysis, BERCA); (3)DNA
池分析法[36]和(4)近等基因系分析[37]。由于本研究所
利用的 SojaCSSLP1 仍为初级染色体片段代换系群
体, 有的家系还携带多个供体片段及分离片段的情
况 , 还不能通过直接与轮回亲本比对进行基因定
位。所以采用了 BSA 的分组原理, 通过不同表型
CSSL 组间比对, 寻找与供体组相特异的野生片段,
进而完成基因/片段定位。该方法虽然能快速鉴定出
与特定质量性状相连锁的标记, 但分子标记与目标
基因之间有重组时将降低寻找与供体组相特异野生
片段的效率。
利用 SojaCSSLP1 对遗传基础明确的结荚习性
进行基因/片段定位, 检测到的基因/片段与Dt1紧邻,
说明利用该群体, 通过不同表型 CSSL 组间比对的
方法对质量性状进行野生片段定位是可行的。同时
利用该群体, 还检测到 3 个荚色和 2 个种皮色基因/
片段。然而本研究的定位结果并不能解释所有差异
CSSL 的表型变异, 如另 8 个荚色差异 CSSL 和 17
个种皮色差异代换系均不携带本研究检测到的野生
片段, 说明可能还有其他控制性状的基因存在。
3.2 检测到的大豆结荚习性、荚色和种皮色基因
/片段与文献结果的比较
利用 SojaCSSLP1, 本研究共检测到 5个与大豆
荚色和种皮色相关的基因/片段, 其中有 2 个荚色基
因/片段和 2个种皮色基因/片段与文献结果具有可比
性, 说明野生与栽培大豆间、栽培与栽培大豆间在
这些位点(片段)上均存在等位变异分化, 这些位点
(片段)可能是与大豆荚色和种皮色进化相关的重要
位点。
如表 1 所示, 本研究检测到一个大豆结荚习性
基因/片段, 该片段上的结荚习性基因 gST19 与 Dt1
基因的距离不足 2 cM [8], 且与 Liu等[30]在野生大豆
中检测到的大豆生长习性位点紧邻。
本研究检测到 3 个大豆荚色基因/片段, 根据
Song等[8]公布的分子遗传图谱, Sct_195片段上的荚
色基因 gPC3与 L2基因相距仅 2.4 cM; Satt313上的
荚色基因 gPC19与 L1基因相距约 15 cM [8]。另一个
荚色相关基因/片段 Satt273 未见与以往报道的荚色
基因有关, 可能为本研究新发现的基因/片段, 有待
进一步验证。
本研究检测到 2 个大豆种皮色基因/片段, 其中
Sat_160 上的种皮色基因 gSCC1 与 G 基因距离约 4
cM。AW132402上的种皮色基因 gSCC8与控制种皮
色的 O 和 i 紧邻, 而前人报道 O 基因能使大豆种皮
表现褐色, i 基因能使大豆表现黑种皮, 所以本研究
在 AW132402上发现的种皮色基因可能是 i基因。

表 1 大豆结荚习性、荚色和种皮色基因/片段与文献结果的比较
Table 1 Comparison gene/segments for ST, PC and SCC in present study with the results reported in literatures
基因
Gene
连锁标记
Linked marker
染色体(连锁群)
Chr. (LG)
位置 a
Position (cM) a
基因效应
Gene effect
母本
Female
父本 b
Male b
参考文献
Reference
结荚习性 Stem termination
gST19 Sat_286 19(L) 87.4 Indeterminate NN1138-2 N24852 (W) 本研究 In this study
Dt1 19(L) 89.1 Indeterminate Clark Harosoy Song et al. (2004)[8]
Sat_099 19(L) 81.9 Indeterminate Tokei 780 Hidaka 4 (W) Liu et al. (2007) [27]
荚色 Pod color
gPC3 Sct_195 3(N) 2.4 Brown NN1138-2 N24852 (W) 本研究 In this study
L2 3(N) 0 Brown Minsoy Noir 1 Song et al. (2004)[8]
gPC19 Satt313 19(L) 34.5 Black NN1138-2 N24852 (W) 本研究 In this study
L1 19(L) 48.3 Black Clark Harosoy Song et al. (2004)[8]
gPC9 Satt273 9(K) 56.2 Black NN1138-2 N24852 (W) 本研究 In this study
种皮色 Seed coat color
gSCC1 Sat_160 1(D1a) 104.3 Green NN1138-2 N24852 (W) 本研究 In this study
G 1(D1a) 100.8 Green Clark Harosoy Song et al. (2004)[8]
gSCC8 AW132402 8(A2) 67.9 Black NN1138-2 N24852 (W) 本研究 In this study
O 8(A2) 58.4 Brown Soysota Ogemaw Song et al. (2004)[8]
i 8(A2) 48.4 Black Clark Harosoy Song et al. (2004)[8]
a: 标记在公共图谱[8]上的位置; b: W代表野生大豆(G. soja)。
a: position in the consensus map[8]; b: W represent the wild soybean(G. soja).
1162 作 物 学 报 第 39卷

3.3 大豆荚色和种皮色的遗传基础
按 Bernard [11], 大豆荚色受 2对基因 L1和 L2控
制, 其中 L1对 L2具有显性上位作用, 所以 L1-表现为
黑荚, l1l1L2-表现为棕荚, l1l1l2l2表现为黄荚。而本研
究检测到的 3 个与大豆荚色相关的基因 /片段 ,
L1(qPC19)可能在 Satt313 上 , L2(qPC3)可能在
Sct_195 上 , 那么这里发现的第 3 个基因 /片段
Satt273 如何解释？若只考虑 L1L1和 L2L2 两对基因,
CSSL67 不携带 Satt313 和 Sct_195 野生生片段, 即
不携带 L1 和 L2, 则其荚色应为黄色而不是黑色 ;
CSSL101携带 Sct_195野生片段而不携带 Satt313野
生片段, 即仅携带 L2 基因, 其荚色应为棕色而不是
黑色; 现两者均为黑荚, 所以 2 对显性上位作用的
基因不能完全解释上述现象, 这只能从 Satt273野生
片段与黑荚有关去考虑。这样也可以解释 CSSL68
携带 Satt273 和 Satt313 野生片段, 其黑荚可能是由
L1或 gPC9决定的。不过, 承认了 3个片段与荚色有
关, 便必须进一步提出新的遗传模型来解释这些更
为复杂的遗传现象。这里也曾考虑到用片段内存在
重组去尝试新的解释 , 但鉴于本研究的数据有限 ,
难以圆满说明, 因而拟进一步建立这 3 个野生片段
和受体亲本的次级衍生群体后再验证它们是否都与
荚色有关, 并解析三者间的遗传关系。
本研究仅检测到 2个大豆种皮色基因/片段(表 1),
其中 Sat_160 野生片段上的种皮色基因可能为前人
报道的绿种皮基因 G, AW132402野生片段上的种皮
色基因 gSCC8可能是黑种皮基因 i。SojaCSSLP1中
未发现褐种皮 CSSL, 可能是双亲在 O 位点上的等
位基因相同, 均为隐性基因, 所以本研究未能检测
到该基因。
4 结论
共检测到 6 个与大豆结荚习性、荚色和种皮色
相关的基因/片段, 其中 5个基因/片段曾被前人在栽
培大豆中检测到, 说明这些位点(片段)为栽培大豆
和野生大豆共有的遗传分化位点, 可能是大豆进化
过程中的关键位点; 另外 1 个荚色基因/片段可能为
本研究利用野生大豆的新发现, 但其存在可能性仍
需进一步验证。三性状相关野生片段的检出为相应
野生等位基因的克隆、功能研究以及片段重组提供
了材料基础。
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