全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(7): 1236−1243 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家自然科学基金项目 (30490251 和 30471096), 国家高技术研究发展计划 (863 计划 )项目 (2006AA100104, 2006AA10Z164,
2006AA10Z1B3), 国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD13B05), 国际科技合作项目(2008DFA30550), 中国农业科学院作物科学研究所
科研基金资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 邱丽娟, E-mail: qiu_lijuan@263.net ** 共同第一作者
第一作者联系方式: E-mail: haiyang_mei@163.com (南海洋); liyhcaas@yahoo.cn (李英慧)
Received(收稿日期): 2008-10-28; Accepted(接受日期): 2009-03-16.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.01236
基于大豆胞囊线虫病抗性候选基因 rhg1的 InDel标记开发与鉴定
南海洋 李英慧** 常汝镇 邱丽娟*
中国农业科学院作物科学研究所 / 农作物基因资源与遗传改良国家重大科学工程 / 农业部作物种质资源利用重点开放实验室, 北
京 100081
摘 要: 大豆胞囊线虫病是严重危害大豆生产的重要病害之一, 根据抗病候选基因开发标记可为分子标记辅助选择
抗病材料提供标记资源。本研究通过对大豆胞囊线虫抗性候选基因 rhg1 的序列比对分析, 发现 4 个插入/删除位点,
针对其中 3个多碱基插入/缺失位点开发了 InDel标记。应用开发的 3个 InDel标记对 33份栽培大豆进行基因型鉴定,
共检测到等位变异 11 个, 平均每个位点 3.67 个。其中 rhg1-I1 位点有等位变异 5 个, rhg1-I2 位点有等位变异 2 个;
rhg1-I4位点有等位变异 4个。各等位变异发生频率范围为 0.8%~77.3%。InDel标记与大豆胞囊线虫抗性间的关联分
析表明, rhg1-I4为抗性相关标记, 对抗病资源的检出效率为 88.2%, 对感病资源的检出效率为 100%。该标记的 288 bp
等位变异和 294 bp等位变异为抗病相关等位变异, 269 bp等位变异和 272 bp等位变异为感病相关等位变异。此标记
与常用于标记辅助选择的 Satt309配合鉴定可以提高 SCN抗病资源的检测效率。
关键词: 大豆; 胞囊线虫病; InDel标记
Development and Identification of InDel Markers Based on rhg1 Gene for Re-
sistance to Soybean Cyst Nematode (Heterodera glycines Ichinohe)
NAN Hai-Yang, LI Ying-Hui**, CHANG Ru-Zhen, and QIU Li-Juan*
National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement / Key Laboratory of Germplasm Utilization / Institute of Crop Sciences,
Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China
Abstract: Soybean cyst nematode (Heterodera glycaines, SCN) is one of the most important pests of soybean in the world. New
molecular markers developed from resistance genes can provide marker resources for marker-assisted selection (MAS) breeding.
Among four InDel loci detected by comparing the sequences of candidate rhg1 conferring SCN resistance, three multiple-bases
InDel loci were used to develop markers. A total of 11 alleles were detected in 33 cultivated soybean genotypes using the three
InDel markers with 5, 2, and 4 alleles at rhg1-I1, rhg1-I2, and rhg1-I4 locus, respectively. In combination with phenotypic identi-
fication in earlier investigations, rhg1-I4 was highly associated with SCN resistance, and screened out 88.2% of the resistant
genotypes and 100% of the susceptible genotypes. Alleles of 288 and 294 bp presented in the SCN-resistant germplasm, and al-
leles of 269 and 272 bp presented in the SCN-susceptible germplasm. In addition, rhg1-I4 is also effective to distinguish the sus-
ceptible cultivar Lee and the resistant line PI88788 that have same amplification pattern with the SSR marker Satt309. It is sug-
gested to use the both markers (rhg1-I4 and Satt309) for SCN-resistance selection in MAS breeding program in soybean.
Keywords: Soybean; SCN; InDel marker
大豆胞囊线虫(soybean cyst nematode, SCN)是
对世界大豆生产最具威胁的病害之一, 其发生将导
致产量的大幅度下降[1-4]。作为土传病害, 大豆胞囊
线虫病在我国大豆产区发生的区域面积在逐年增加,
有蔓延的趋势。在我国已经发现大豆胞囊线虫的 8
个生理小种(viz. 1、2、3、5、6、7、9和 14)[5], 其
中 3号小种是东北地区(包括黑龙江、吉林、辽宁和
内蒙古)的优势小种, 1号小种是山东、河北和陕西的
优势小种, 而 4 号小种则主要发生在山西和北京。
目前对大豆胞囊线虫以抗性品种的选育和合理的轮
第 7期 南海洋等: 基于大豆胞囊线虫病抗性候选基因 rhg1的 InDel标记开发与鉴定 1237


作制度是最有效的控制方法, 然而, 由于大豆胞囊
线虫病的抗性是由数量性状控制的, 加之病原线虫
种群变化[6-7]等原因, 利用传统育种方法培育抗病品
种不但需要花费很长的时间, 而且难于成功。随着分
子标记的开发和应用, 分子标记辅助选择(molecular
marker-assisted selection, MAS)已成为节约人力、物
力和加速育种进程的有效方法[8]。迄今为止, 在大豆
的 18 个连锁群(除 D1b+w 和 O 以外)上已鉴定出与
抗大豆胞囊线虫 1、3、5和 14号生理小种相关的分
子标记, 但可利用的标记很少, 而且可利用的标记
远远不能满足分子标记辅助选择育种的要求, 即使
是在分子标记辅助抗线育种中应用最广泛的、选择效
率最高的 SSR标记 Satt309, 也不能区分于美国南部
栽培品种 Lee和抗源 PI88788或者 PI209332杂交后代,
因为这些基因型在 Satt309位点的等位变异相同。
迄今为止, 已发现 3 个隐性基因 rhg1、rhg2 和
rhg3[9]和 1个显性基因 Rhg4控制大豆胞囊病线虫抗
性, 其中, rhg1不但控制着与大豆抗胞囊线虫 3号生
理小种相关的 50%以上的变化[10], 而且对其他几个
大豆胞囊线虫生理小种也具有部分抗性, 在很多抗
病种质中均存在, 被认为是抗大豆胞囊线虫病害的
主效基因位点 [8,11]。已在多个抗源包括 Peking、
PI437654、PI90767、PI88788、PI209332、PI89772
以及 PI404198A 中鉴定到与 rhg1 相关的主效
QTL[10,12-19]。具有最大抗性水平的 QTL位点被定位
在包含 rhg1的 G连锁群上[23,32], 而且对不同研究中
所报道的 G 连锁群两个末端的 QTL 簇进行 Meta-
analysis 确认, 发现这些 QTL 位于同一位点或互相连
锁[20-21]。基于 QTL定位研究结果, 通过加密基因位
点附近的连锁图, 已图位克隆获得 rhg1 候选基因的
全长 DNA和 cDNA序列[22-23]并在 GenBank中注册。
高度稳定且广泛分布的新型分子标记——InDel
标记的发掘为分子标记辅助选择育种提供了大量标
记资源[8,24-28]。本研究以 rhg1基因序列为基础, 设计
引物, 分析国内外大豆资源, 发掘与大豆胞囊线虫
抗性相关的 InDel 标记, 以期为分子标记辅助抗病
育种奠定基础。
1 材料与方法
1.1 供试材料
本研究选用 Peking、PI437654、三股条黑豆、
灰皮支黑豆、小粒秣食豆、油 1298、绥农 14和固新
野生大豆共 8份大豆种质进行测序以发现插入/删除
位点。Peking和 PI437654起源于中国, 在美国抗胞
囊线虫病育种中发挥了重要作用。三股条黑豆、灰
皮支黑豆、小粒秣食豆和油 1298选自中国栽培大豆
抗大豆胞囊线虫病的应用核心种质[29], 其中油 1298
只对 5号生理小种有抗性。感病对照种质为绥农 14
和固新野生大豆。具有大豆胞囊线虫抗性鉴定结果
的栽培大豆被用于开发标记的基因型鉴定。
1.2 DNA提取
每份材料取 15粒种子于温室育苗, 取其新鲜的
三出复叶, 液氮研磨后按照 DNA 快速提取试剂盒
(天根公司)的操作指南提取 DNA。
1.3 目的片段的 PCR克隆和序列分析
根据 rhg1 候选基因的已知 DNA 序列(GenBank
登录号为AF506516), 应用 PRIMER DESIGNER ver.
2.0 软件(Scientific and Educational Software, Cary,
N.C.)设计引物, 所设计的引物扩增片段有 100 bp左
右的重叠区间, 预计扩增区间总长为 4 993 bp, 占
rhg1基因序列(5 144 bp)的 97.1%。
PCR扩增体系 20 μL, 含 50 ng基因组 DNA、
1×PCR缓冲液、0.15 μmol L−1引物、0.15 μmol L−1
NTP和 1 U Ex Taq聚合酶(宝生物有限公司)。PCR
在 PE9600上进行, 反应程序为：95℃预变性 3 min,
94℃变性 30 s, 优化退火温度(表 2) 30 s, 72℃延伸
1.5 min, 32个循环; 最后 72℃延伸 8 min。扩增产物
经 1.0%琼脂糖电泳分离后, 切取目的片段纯化后并
连接到 pMD18-Tvector(宝生物有限公司), 再转化 E.
coli Electro-Cell TOP 10 (Tianwei, China)。蓝白斑筛
选后, 从每个产物中选取 12 个白色克隆进行培养,
用 Plasmid Purification Kit (Tianwei, China)抽提和纯
化质粒 DNA。经 Lambda 35 UV/VIS Spectrometer
(Perkin Elmer, USA)测定样品质量和浓度, 每个产
物选择 10 个质量好的 DNA, 等量混合用 ABI 3730
sequencer (Applied Biosystems, Foster City, Calif)测
序, 每个样品都是从两个方向(3′端和 5′端)测通。应
用 SEQMAN程序(DNAstar, Madison, Wis.)对每个基
因型不同方向的测序结果进行比较以校正因为测序
而产生的假多态性, 将每个基因型的测序结果进行
拼接, 然后用 GeneDOC软件比对 8个基因型的序列
以发现 InDel。
1.4 标记的发掘及 PCR检测
针 对 发 现 的 InDel 位 点 , 应 用 PRIMER
DESIGNER ver. 2.0 软件设计扩增引物 , PCR 在
PE9600上进行, PCR扩增使用 rTaq聚合酶(宝生物有
1238 作 物 学 报 第 35卷

限公司), PCR反应体系和反应条件与目的片段的克
隆体系相同, 并且针对每对引物对退火温度进行了
优化。PCR扩增产物经 7%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳
(PAGE)分离, 银染显色检测。每个等位变异选择 1~3
份种质利用 HAD-GT12 capillary 电泳系统和 GCK-
5000 gel cartridge kit (eGene Inc.)[30]进行等位变异长
度检测。在 3个检测的 InDel位点中, rhg1-I1标记的
等位变异间相差较小, PAGE胶无法对相差 1 bp的等
位变异正确区分, 因此, 对 33份种质的 rhg1-I1标记
的 PCR 产物都进行了片段长度分析, 而其他 2 个
InDel标记的等位变异差异较大, 只选择不同等位变
异进行了片段长度分析。
2 结果与分析
2.1 InDel标记的序列多样性
根据候选基因 rhg1的序列共设计 4对重叠引物
进行扩增, 经退火温度梯度优化试验, 筛选出最适
温度(表 1)。利用建立的 PCR反应体系和条件, 对包
括灰皮支黑豆等 6 个抗源和 2 个感病对照等共 8 份
种质进行了 rhg1候选基因序列的扩增和测序分析。
通过序列整合和比对, 在全长 4 995 bp的 DNA序列
中发现 4 个 InDel, 其中 1 个位于 5′-UTR (InDel 大
小是 4 bp)、1 个位于内含子 (19 bp)、2 个位于
3′-UTR(表 2), InDel长度范围为 1~30 bp。除 rhg1-I3
为单碱基的插入/删除外, 其他 3 个位点皆为多碱基
的插入/删除(表 3)。针对 rhg1-I1、rhg1-I2、rhg1-I 4
等 3个多碱基插入/删除位点设计引物, 并对其 PCR
反应体系和反应程序进行了优化(表 2和图 1)。利用
发掘的 3个 InDel标记对 33份大豆资源进行了基因
型鉴定, 共检测到等位变异 11 个, 平均每个位点
3.67 个。其中, rhg1-I1 位点检测到等位变异 5 个,
rhg1-I2位点检测到 2个等位变异; rhg1-I4位点检测
到 4 个等位变异。各等位变异发生频率为 0.8%~
77.3%。
2.2 等位变异和抗性的关系
利用开发的 InDel标记对 33份在前人报道中已
有抗性鉴定的大豆资源进行了基因型鉴定(表 4)。结
果表明, rhg1-I4 的 4 个等位变异和基因型的抗感存
在一定的规律性, 其中等位变异 288 bp和 294 bp只
出现在赤不流黑豆、元钵黑豆和灰皮支黑豆等抗病
品种中; 而等位变异 269 bp和 272 bp只存在于绥农
14 和 Lee 等感病品种及抗病品种引蔓子黑豆和油
1298中。rhg1-I4鉴定抗病大豆胞囊线虫病资源的效
率为 88.2%(15/17), 鉴定感病资源的效率为 100%,

表 1 根据 rhg1基因序列设计的 4对引物的相关信息
Table 1 Information of four primers designed according to rhg1 sequence
引物
Primer
引物序列
Sequence of primer (5′–3′)
在 rhg1序列上的位置
Position in rhg1 se-
quence (bp)
目的片段长度
Target fragment size
(bp)
退火温度
Annealing temperature
(℃)

引物 1
Primer 1
F1: CCGCCTGTCAACAAAAACAAGTATG
R1: GCGGTCACCAGTGAAAAAGTTATGAT
15–36
1185–1167
1150

60


引物 2
Primer 2
F2: GCGTGCCCTTTGCTTCAGTCTCTT
R2: GCGAGAGCAGCACACGAAGCTTAC
926–946
2337–2357
1411

60


引物 3
Primer 3
F3: AAGTCTTGCTTCTTTCCTACATGG
R3: CATCAAGCGCACTAGTCCAATCTC
2314–2337
3512–3535
1221

47


引物 4
Primer 4
F4: CTCTTTCACGGCTGCTATCTTCTAT
R4: TTTGTCGTATGTCAAGGTGACCTA
3337–3362
4987–5010
1673

60


表 2 InDel标记的引物序列和 PCR反应的退火温度及扩增产物的片段长度
Table 2 Information of InDel markers for the soybean rhg1 gene
InDel标记名称
InDel marker
引物
Primer
引物序列
Sequence of primer (5′–3′)
退火温度
Annealing temperature(℃)
目的片段长度(灰皮支黑豆)
Target fragment (bp) (Hpzhd)

F1 CCGCCTGTCAACAAAAACAGTATG rhg1-I1
(91–92) R1 TGGTTTTTGTAGTGAGAGAGAGGG
58 216

F21 CTATTACTTGGGACCCAAAGG rhg1-I2
(2433–2451) R13 CCTGCATCAAGATGAACAAGA
56 289

F34 GCGCCAACTTCAAAATTCACTC rhg1-I4
(4086–4091) R26 CAACAATGCTAGCCATCAACAA
56 269
第 7期 南海洋等: 基于大豆胞囊线虫病抗性候选基因 rhg1的 InDel标记开发与鉴定 1239




图 1 3个 InDel标记的分型结果
Fig. 1 PAGE results of three InDel markers

因此, 推测该标记的等位变异同大豆胞囊线虫病抗
性存在相关性, 288 bp和 294 bp是抗病相关等位变
异。为了研究 rhg1-I4等位变异和抗、感种质之间的
关系 , 利用与大豆胞囊线虫抗病基因连锁的标记
satt309对 33份种质进行了分析, 共鉴定出 5个等位
变异(125、128、131、134和 149 bp)。在 33份种质
中, 有 10份抗源携带抗病相关的 134 bp等位变异[8],
但这些种质在 rhg1-I4位点发生了分离, 元钵黑豆和
晋品 82携带 288 bp等位变异、油 1298携带 269 bp
等位变异, 绝大多数种质(7份种质)携带有 294 bp等
位变异。值得一提的是, 由于等位变异(125 bp)相同,
satt309 无法用于以 Lee(感病)和 PI88788(抗病)为亲
本的组合后代的抗性分子标记辅助鉴定, 而 InDel
标记 rhg1-I4可以弥补这个不足。Lee携带有感病相
关 269 bp等位变异, 而 PI88788携带有抗病相关的
294 bp等位变异。
综上所述, rhg1-I4 能区分抗病和感病品种, 且
等位变异之间的分子大小差距很明显, 由于不同等
位变异的分子量差异较大不易产生鉴定误差, 用简
单的 PAGE 胶就可以区分, 是个比较理想的用于育
种选择的分子标记。
3 讨论
InDel 标记是一种广泛分布于基因组并且数目
众多的分子标记。通过对人类基因组重新测序发现
了 415 436个 InDel[31], 据估算, 人类的 1 000万个多
态性分子标记位点中, 至少有 150万个是 InDel。同
样, 在作物中也发现了大量的 InDel位点[32-35]。Choi
等[35]发现, 由 1 141个 SNPs构建的第一个大豆遗传
转录图谱中存在 20 个 InDel。与其他标记相比, 在
基因组相同位置出现相同大小 InDel 的几率非常小,
可以避免由于复杂性及异质性导致的后续分析的较
大模糊性[36]。InDel标记由于通过片段长度差异可直
接检测, 因此广泛用于植物的遗传多样性和分子标
记辅助选择方面的研究。
通过比对近 5 kb序列, 发现 4个 InDel位点, 开
发了其中 3个 InDel标记并在 33份参试种质中扩增
出等位变异 11 个, 远少于大豆 SSR 标记多样性[37],
这一特点与水稻的研究结果相一致[38]。本研究发掘
的 InDel标记等位变异变化范围从 1 bp到 30 bp, 比
SSR 标记复杂。其中 InDel 标记(如 rhg1-I1)的不同
等位变异只有 1 bp 差异, 利用 PAGE 胶难于区分,
为此, 以检测片段长度的 eGENE对 PCR产物进行了

表 3 8份大豆资源中 rhg1候选基因比对分析发现的 4个 InDel位点
Table 3 Four InDel discovered based on rhg1 candidate gene in eight soybean genotypes by sequence comparision
rhg1-I1 rhg1-I 2 rhg1-I 3 rhg1-I 4 在 AF506516上的位置
Position in AF506516 91−92 2433−2452 4001−4002 4086−4091
参照序列
Reference sequence
(AF506516)
_ _ _ _ CACCTAAGGAACACTATAG _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _CCAAT
Peking _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ A GCAAAGAAAGTCAAAGTATACATAACC_ _ _
PI437654 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ A GCAAAGAAAGTCAAAGTATACATAACC_ _ _
三股条黑豆
Sangutiaoheidou
_ _ TT _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ A GCAAAGAAAGTCAAAGTATACATAACC_ _ _
小粒秣食豆
Xiaolimoshidou
_ _ _T CACCTAAGGAACACTATAG _ GCAAAGAAAGTCAAAGTATACATAC_ _ _
油 1298
You1298
TTCT CACCTAAGGAACACTATAG _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _CC_ _ _
灰皮支黑豆
Huipizhiheidou
TT CT CACCTAAGGAACACTATAG _ GCAAAGAAA _ _ _ _ _ _ GTAACATAACC _ _ _
绥农 14
Suinong 14
_ _ _ _ CACCTAAGGAACACTATAG _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ CCAAT
大豆资源
Soybean
genotypes
固新野生大豆
Guxin
_ _ _ _ CACCTAAGGAACACTATAG _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ CCAAT
_ _：序列比对产生的碱基缺失(gaps)。_ _ : the gaps of sequence comparing.
1240 作 物 学 报 第 35卷

表 4 33份大豆种质对大豆胞囊线虫 1、2、3、5和 14号生理小种的抗感反应和在位点 rhg1-4、Satt309等位变异的大小
Table 4 Responses of 33 soybean accessions to SCN races 1, 2, 3, 5, 14, and the allele size at locus rhg1-4 and Satt309
SCN抗性
SCN resistance 统一编号
National
code
名称
Name
类型
Type
来源地
Origin
rhg1-4等位变异
Allele length of
rhg1-4 (bp)
Satt309等位变异
Allele length of
Satt309 (bp) 抗感
Responsea
生理小种
Raceb

ZDD00332 漠河秣食豆
Mohemoshidou
Landrace 中国黑龙江
Heilongjiang, China
272 131 S† —

ZDD03775 东海白花糙甲
Donghaibaihuacaojia
Landrace 中国江苏
Jiangsu, China
272 131 S† —

ZDD03026 平顶黑
Pingdinghei
Landrace 中国山东
Shandong, China
269 128 S† —

ZDD22648 绥农 14
Suinong14
Cultivar 中国黑龙江
Heilongjiang, China
272 149 S† —

ZDD01430 扁黑豆
Bianheidou
Landrace 中国辽宁
Liaoning, China
272 128 S† —

ZDD02258 赤不流黑豆
Chibuliuheidou
Landrace 中国山西
Shanxi, China
294 134 R† 1, 3, 14

ZDD02315 灰皮支黑豆
Huipizhiheidou
Landrace 中国山西
Shanxi, China
288 128 R† 1, 3, 4, 5

ZDD02447 引蔓子黑豆
Yinmanziheidou
Landrace 中国山西
Shanxi, China
269 125 R† 1 [3, 4]

ZDD03570 信阳羊眼豆
Xinyangyangyandou
Landrace 中国河南
Henan, China
272 — S† —

ZDD03739 坯县大紫花糙
Pixiandazihuacao
Landrace 中国江苏
Jiangsu, China
272 125 S† —

ZDD04429 泰兴黑豆
Taixingheidou
Landrace 中国江苏
Jiangsu, China
272 131 S† —

ZDD08728 白露豆
Bailudou
Landrace 中国山西
Shanxi, China
272 125 S† —

ZDD10254 三股条黑豆
Sangutiaoheidou
Landrace 中国陕西
Shaanxi, China
294 — R† 1

ZDD10261 元钵黑豆
Yuanboheidou
Landrace 中国陕西
Shaanxi, China
288 134 R† 1, 4

ZDD11044 黑滚豆
Heigundou
Landrace 中国甘肃
Gansu, China
272 131 S† —

ZDD17767 小粒秣食豆
Xiaolimoshidou
Landrace 中国黑龙江
Heilongjiang, China
288 125 R† 2 [1, 4, 5]

ZDD18396 早熟 18
Zaoshu18
Cultivar 中国北京
Beijing, China
272 131 S†

ZDD18512 满帐子小粒黑豆
Manzhangzixiaoliheidou
Landrace 中国河北
Hebei, China
294 134 R† 2 [1, 4, 5]

ZDD19628 黄豆
Huangdou
Landrace 中国甘肃
Gansu, China
269 131 S† –

ZDD20449 油 1298
You 1298
Cultivar 中国湖北
Hubei, China
269 134 R† 5 [1, 2, 4]

ZDD21787 枫溪乌豆仔
Fengxiwudouzai
Landrace 中国福建
Fujian, China
272 128 S† –

ZDD22649 抗线１号
Kangxian 1
Cultivar 中国黑龙江
Heilongjiang, China
294 134 R† 1, 3, 5 [2, 4]

ZDD22650 抗线２号
Kangxian 2
Cultivar 中国黑龙江
Heilongjiang, China
294 134 R† 1, 2 [3, 4, 5]

ZDD23177 晋品 78
Jinpin 78
Cultivar 中国山西
Shanxi, China
288 128 R† 3, 4, 5 [1, 2]


第 7期 南海洋等: 基于大豆胞囊线虫病抗性候选基因 rhg1的 InDel标记开发与鉴定 1241


(续表 4)
SCN抗性
SCN resistance 统一编号
National
code
名称
Name
类型
Type
来源地
Collection site
rhg1-4等位变异
Allele length of
rhg1-4 (bp)
Satt309等位变异
Allele length of
Satt309 (bp) 抗感
Responsea
生理小种
Raceb

ZDD23181 晋品 82
Jinpin 82
Cultivar 中国山西
Shanxi, China
288 134 R† 2, 3, 4, 5 [1]

ZDD00041 黑河 1号
Heihe 1
Cultivar 中国黑龙江
Heilongjiang, China
272 131 S† —

ZDD06821 合丰 25
Hefeng 25
Cultivar 中国黑龙江
Heilongjiang, China
272 131 S† [1,2,3,4,5]

WDD00062 Franklin Cultivar 美国 America 294 — R‡ —

WDD01623 Hartwig Cultivar 美国 America 294 134 R‡ 1, 2, 3, 5, 14

WDD00467 Peking Landrace 美国 America 294 134 R‡ 1, 3, 5

WDD00643 PI437654 Landrace 美国 America 294 134 R‡ 1, 2, 3, 5, 14

WDD00995 PI88788 Landrace 美国 America 294 125 R‡ 3, 14

WDD01641 Lee Cultivar 美国 America 269 125 S‡ —
a R表示抗病, 包括中度抗病、抗病和免疫。S表示感病, 包括中度感病、感病和高度感病。由大豆种质抗胞囊线虫协作组(1993)
及 Xie等(1998)鉴定完成; b抗感种质对不同生理小种的反应; †由大豆种质抗胞囊线虫协作组(1993)鉴定; ‡Xie(1998)等鉴定; [ ]中的数字
表示感病的生理小种; —表示未知。
a R: resistant, including the MR (moderately resistant), R, and IM (immunity); S: susceptible, including MS, S, and HS (Highly suscep-
tible). b: resistant and susceptible accessions response to the type of races. †: identified by Coordinative Group of Evaluation of SCN (1993);
‡: identified by Xie et al. (1998). The numbers in the [ ] mean the susceptible response to the type of races; —: unknown.

检测, 费时费力且结果会存在较大误差, 不适于群
体构建、QTL 定位和遗传多样性分析。而以几个或
几十个 bp差异的标记(如 rhg1-I4)较易检测, 结果稳
定, 可用于群体构建、QTL定位和遗传多样性分析。
虽然筛选 InDel标记的效率低于 SSR标记, 但是, 大
豆基因组中存在着丰富的 InDel位点, 为 InDel标记
的开发创造了条件。而随着 InDel标记的开发, 可以
弥补 SSR标记数量较少的不足。
Satt309是目前少数可用于分子标记辅助选择育
种的分子标记之一, 是抗大豆胞囊线虫病分子标记
辅助育种中应用最广泛的、选择效率最高的 SSR标
记 , 但由于美国南部感病品种 Lee 和重要抗源
PI88788在该位点携带相同等位变异而使 Satt309不
能用于 Lee 和 PI88788 杂交后代的分子标记辅助选
择。本研究开发的 InDel 标记 rhg1-I4 可以区分 Lee
和 PI88788, 且在胞囊线虫抗病资源鉴定上的效率
为 88.2%。将 rhg1-I4标记与 satt309配合使用, 可以
提高标记辅助选择的效率。值得一提的是, 抗病资
源的基因型在 rhg1-I4位点也发生了分离, 圆钵黑豆
和晋豆 82可能不同于 PI437654和 Peking等美国常
用抗源, 是我国的新型抗源。Cregan等[8]认为 128 bp
为韩国特有的等位变异, 只在抗病种质中存在。在
我们的分析中, 发现有 5 份种质(平顶黑、灰皮支黑
豆、扁黑豆、枫溪乌豆仔和晋品 78)携带这个等位变
异, 即包括抗病资源又包括感病资源。
4 结论
本研究分析 8 份大豆种质大豆胞囊线虫抗性相
关候选基因 rhg1 序列, 发现 4 个 InDel 位点; 利用
其中 3个 InDel标记对 33份大豆种质进行基因型鉴
定, 共检测到 11 个等位变异, 通过与表型关联分析
发现, rhg1-I4标记与抗性相关, satt309配合使用可提
高标记辅助选择抗 SCN种质的效率。
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English abstract)



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