全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(10): 1615−1623 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(2006CB1017, 2009CB1184, 2010CB1259), 国家高科技发展计划(863计划)项目(2006AA1001,
2009AA1011)，国家科技支撑计划项目(2006BAD13B05-7), 国家自然科学基金资助项目(30490250, 32671266)和教育部高等学校创新引智计划
项目(B08025)资助。
*
通讯作者(Corresponding authors): 赵团结, 盖钧镒, E-mail: sri@njau.edu.cn, Tel: 025-84395405
第一作者联系方式: E-mail: sunhuimin81@163.com
Received(收稿日期): 2010-02-08; Accepted(接受日期): 2010-05-23.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.01615
亚洲地区中、外大豆品种幼苗期耐淹性与 SSR 标记的关联分析
孙慧敏 1 张 军 1,2 赵团结 1,* 盖钧镒 1,*
1 南京农业大学大豆研究所 / 国家大豆改良中心 / 作物遗传与种质创新国家重点实验室, 江苏南京 210095; 2 滨州职业学院, 山东
滨州 256603
摘 要: 利用自然群体进行关联分析是检测目标性状 QTL、揭示其遗传基础的有效方法。对国内黄淮和南方地区和
东亚、东南亚、南亚 291份大豆品种幼苗期耐淹性和 64个 SSR标记的关联分析结果表明, 整个群体由国内和国外 2
个不同的亚群体组成, 2个亚群均存在连锁不平衡。在群体 1 (国内)中分别检测到相对死苗率、相对失绿率、相对萎
蔫率的关联位点 3、7和 12个, 群体 2 (国外)中相应位点 6、3和 5个; 多个位点兼与 2个或者 3个耐淹性状关联; 部
分关联位点与连锁定位结果一致。在 2个群体中分别筛选出 3个耐淹性状减效最大(最耐淹)的优异等位变异 24个和
22 个。相对死苗率优异等位变异在黄淮、南方地区 5 个主要系谱中分布不同, 育种轮次间有波动。结合基因型和耐
性表现, 从国内材料中优选出合豆 2号、黔豆 3号、诱变 31、南农 493-1, 从国外材料中优选出 PI208432、PI377576、
PI481690等耐淹载体材料, 为耐淹育种奠定材料和标记辅助选择育种的基础。
关键词: 大豆品种; 耐淹性; SSR标记; 关联分析; 优异等位变异
Association Analysis between Submergence Tolerance and SSR Markers in
Domestic and Foreign Soybean Cultivars in Asia
SUN Hui-Min1, Zhang Jun1,2, ZHAO Tuan-Jie1,*, and GAI Jun-Yi1,*
1 Soybean Research Institute, Nanjing Agricultural University / National Center for Soybean Improvement / National Key Laboratory for Crop Genet-
ics and Germplasm Enhancement, Nanjing 210095, China; 2 Binzhou Vocational College, Binzhou 256603, China
Abstract: Association mapping is one of the important ways to detect QTLs and reveal genetic bases of target traits in the natural
populations. According to the analyses of genetic structure of the total 291 Asian soybean accessions with 64 simple-sequence
repeat (SSR) markers, the tested population was divided into Chinese population (Population 1) and exotic population (Population
2). Linkage disequilibrium was detected extensively in both populations. The results of association mapping showed that total 3, 7,
and 12 SSR loci in Population 1 were associated with three submergence tolerance traits, i.e. relative seedling death rate, relative
chlorophyll deficiency rate and relative wilting rate, while 6, 3, and 5 associated SSR loci were in Population 2. Several loci were
associated simultaneously with two or three tolerance traits, indicating their common genetic bases, while some loci were consis-
tent with QTLs detected from family-based linkageship mapping procedure. Total 24 and 22 elite alleles of the three indicators of
submergence tolerance, as well as their carriers, were detected in the two populations, respectively. The frequency distribution of
elite allele of relative seedling death rate varied among five major pedigrees of released cultivars from Huang-Huai-Hai Valleys
and southern China. Some cultivars, such as Hedou 2, Qiandou 3, Youbian 31, and Nannong 493-1 in Population 1, and PI208432,
PI377576, PI481690 in Population 2, with elite alleles and performance of tolerance to submergence were selected as donors in
breeding for tolerance to submergence stress in soybean.
Keywords: Released cultivar; Submergence tolerance; SSR marker; Association analysis; Elite allele
关联分析是利用自然群体连锁不平衡原理检测
QTL并结合遗传图谱定位 QTL的一种方法, 已在人
类复杂性状遗传分析方面得到成功应用[1]。近年来
研究者将此法移植到植物上, 并在玉米、大麦、六
倍体小麦、水稻、莴苣、番茄等作物上应用, 相关
方法体系也日益完善[2-6]。大豆关联定位报道还不多,
1616 作 物 学 报 第 36卷

Hyten等[7]对野生大豆、亚洲地方品种、北美栽培品
种祖先亲本和现代优良品种的基因组 3 个区段进行
SNP分析, 发现野生豆 LD延伸小于 100 kb, 而 3个
栽培群体 LD的延伸距离为 90~574 kb, 这可能是驯
化过程的影响和自交程度的增加所致。文自翔等[8]
利用野生大豆和地方品种群体研究表明不论共线性
的或是非共线性的 SSR 位点组合都有一定程度的
LD, 野生群体位点间连锁不平衡程度高于栽培大豆,
从栽培和野生群体中分别检测到 27 个和 34 个位点
与 16个农艺品质性状相关, 其中累计有 24位点(次)
与遗传群体连锁分析定位的 QTL 一致。Jun 等[9]利
用 150个 SSR标记对由高和低蛋白质含量大豆资源
组成的 2 个群体(各 96 份材料)进行全基因组扫描,
检测到 11个 QTL, 其中 9个在连锁定位已报道的区
间, 只有 Satt431 和 Satt551 在两个群体均检测到。
张军等[10]利用育成品种群体共检测到 45 个 SSR 位
点累计 136 个位点(次)与 11 个农艺性状关联, 其中
22 个位点(次)与遗传图谱定位的 QTL 区间相重, 有
43 个位点(次) 2 年重复出现。不同群体关联定位的
结果并不相同, 有待更多试验的检验。
中国及周边其他国家拥有丰富的大豆遗传资源,
不同国家特殊的地理生态条件和人工选择使大豆产生
大量新的变异, 形成特殊的遗传多样性和特异性[11]。
张军等[12]对中国东北、中国黄淮、中国南方及朝鲜
半岛、东南亚、南亚大豆品种群体遗传多样性分析
发现中国国内和国外品种可分为血缘组成差异明显
的两类。本研究建立了中国和亚洲其他国家引进品
种 2个群体, 利用关联分析法检测与耐淹性 QTL连
锁的 SSR标记, 发掘耐淹有利基因及典型载体材料,
并追踪优异等位变异在系谱群体中的累积, 为大豆
耐涝育种提供信息和依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
选取来源地不同的亚洲大豆育成品种 291 份,
其中中国品种 187 份, 包括黄淮和南方 15 个省(市)
育成品种 161 份, 及核心祖先亲本 26 份; 转引美国
种质库保存除中国外的亚洲其他地区品种 104份, 包
括东亚(韩国、朝鲜) 23份、东南亚(菲律宾、越南、
泰国、印度尼西亚等) 44份、南亚(印度、尼泊尔、
巴基斯坦等) 37份, 大部分材料已用于遗传多样性研
究[12], 具有广泛代表性。
1.2 试验设计
2007年 4月至 6月在南京农业大学江浦试验站
温室内进行耐淹性鉴定, 参照王芳等 [13]方法, 每批
试验材料均设置耐性级别不同 8 个公共对照。采用
双套盆栽法, 内盆钵 25 cm (直径)×28 cm (高), 外盆
(塑料桶) 30 cm (直径)× 25 cm (高)。3次重复, 每重
复 1盆, 每盆留 20株。
1.3 耐淹性鉴定
按照文献[13]方法并略有改变鉴定品种耐淹性。
在真叶叶缘分开时(即 V1 期)淹水处理, 将内盆钵放
入塑料桶中, 灌满水进行淹没处理, 并保持稍微的
溢流状态。淹没 2 d 后每天观察并记载处理后敏感
品种的变化情况和每盆死苗株数, 当敏感材料的子
叶节、茎或叶片变黄并开始失绿时, 记录同批处理
材料的失绿叶片数。淹水约持续 8~10 d, 当 8 个对
照中的 3个敏感材料的死苗率超过 85%时开始排水。
排水后第 1 天记录每盆萎蔫植株数, 在自然条件下
保持 1周后记录每盆死亡植株数(无任何绿叶的植株
视为死亡株)。
计算得每个品种和同批 8个公共对照的死苗率、
萎蔫率和叶片失绿率, 将两者相比, 得到相对死苗
率、相对叶片萎蔫率和相对叶片失绿率。相对死苗
率的相对稳定性较好, 用作耐淹性的主要指标; 相
对失绿率和相对萎蔫率与相对死苗率具有较高相关
性, 作为辅助指标[14]。
死苗率(%)=(某材料的死苗株数/该材料的总株
数)×100
相对死苗率(%)=(某材料的死苗率/同批试验对
照种的平均死苗率)×100
同理计算相对萎蔫率和相对失绿率。
1.4 SSR分子标记分析
所用 SSR 分子标记数据来自张军等[12]。用 64
个较均匀覆盖大豆 20 条连锁群的 SSR 标记对所有
亚洲大豆品种进行分析, 在此基础上, 又增加 21 个
以往研究报道与主要农艺性状相关的标记, 共 85对
SSR引物对我国大豆品种群体进行分析。
1.5 数据处理
以文自翔等[8]方法为基础。具体如下:
1.5.1 群体结构分析 应用 Structure 2.2 软件[15]
估测样本群体结构, 对品种群体进行模型聚类, 并
计算材料相应的 Q值。从 64个位点选用同一或非同
一连锁群遗传距离大于 50 cM的 37个位点参加分析,
将 MCMC (Markov Chain Monte Carlo)开始时不作
数迭代(Length of burn-in period)设为 10 000次, 再
将不作数迭代后的 MCMC设为 100 000次, 然后依
第 10期 孙慧敏等: 亚洲地区中、外大豆品种幼苗期耐淹性与 SSR标记的关联分析 1617


据似然值最大原则选取一个合适的 K值。
1.5.2 关联分析 使用 TASSEL[16]软件的 GLM
(General Linear model)程序, 以各个体Q值作为协变
量进行群体矫正, 分别将两个群体 3个性状的表型数
据对标记变异进行回归分析。
1.5.3 优异位点和优异等位变异的确认 SSR 位
点等位变异表型效应计算公式为 ai=∑xij /ni－∑Nk/nk,
式中 ai代表第 i个等位变异表型效应值, xij为携带第
i个等位变异的第 j材料性状表型测定值, ni为具有第
i 等位变异的材料数, Nk为携带无效等位变异的第 k
个材料的表型测定值, nk 为具有无效等位变异的材
料数。若 ai 值为正, 则认为该等位变异为增效等位
变异, 反之为减效等位变异。
2 结果与分析
2.1 亚洲地区国内外大豆育成品种群体 SSR 位
点群体结构分析
Structure 软件分析表明亚洲大豆样本的等位变
异频率特征类型数 K=6 (即服从 Hardy-Weinberg 平
衡的亚群数目为 6)时其模型后验概率最大, 供试材
料可分为 6 个亚群。从表 1 可见, 亚洲大豆品种群
体亚群划分与所属地区亚群相关(χ2 = 330.28**, 大
于 χ20.01,20 = 37.57)。国内品种(下文称群体 1)和国外
品种(下文称群体 2)无重叠, 由此将 291份品种材料
分为 2大类, 即群体 1和群体 2。国外品种均被聚为
2 类(I 和 IV), 国内品种则被聚为 4 类(II、III、V 和
VI)。两群体遗传结构差异明显, 因此下文分别对群
体 1 和群体 2 进行相对死苗率、相对失绿率和相对
萎蔫率等 3个耐淹相关性状的关联分析。
2.2 与 3个耐淹性状相关联的 SSR标记分析
不同地理来源品种所构成的亚群体均存在很大
的遗传变异(表 2), 方差分析表明, 群体 1 品种间的
相对死苗率(F=2.16, P<0.0001)、相对失绿率(F=3.42,
P<0.0001)和相对萎蔫率 (F=6.44, P<0.0001)差异均
极显著。
以各个体相应 Q 值作为协变量, 分别对两个群
体 3 个性状的表型与 SSR 标记进行回归分析, 寻找
与 QTL关联的标记及其等位变异。在 P<0.05下, 用
85 个 SSR 位点对群体 1 分析, 发现 14 个位点与 3
个耐淹性状关联, 用 64 个 SSR 位点对群体 2 分析,
有 6个位点与 3个耐淹性状关联(表 3)。两群体中未
定位到相同的关联位点, 可能与所用材料遗传背景

表 1 大豆育成品种 SSR 标记模型聚类与地理生态分类的相关性
Table 1 Association between model-based clusters and geographic eco-types of released soybean cultivars
模型聚类群体 Model-based cluster 地理生态群体
Geographic eco-type I II III IV V VI
合计
Total
χ2 test
东南亚 Southeast Asia 14 30 44
东亚 East Asia 13 10 23 χ2=330.28**
南亚 South Asia 20 17 37 P<0.0001
中国黄淮海 Huang-Huai-Hai China 28 31 44 17 120 χ20.01, 20=37.57
中国南方 Southern China 3 15 41 8 67
合计 Total 47 31 46 57 85 25 291

表 2 291 份亚洲育成品种相对死苗率的次数分布
Table 2 Frequency distribution of seedling relative death rate of 291 soybean cultivars in Asia
组限 Class limit (%)
22– 37– 52– 67– 82– 97– 112– 127– 142– 157– 172– 187–
地理群体
Geographic
type <22 37 52 67 82 97 112 127 142 157 172 187 202
>202 Σf
变幅
Range
均值
Mean
CV
(%)
中国黄淮地
区 HHH 1 5 6 10 12 14 14 12 11 9 11 2 5 4 116 21.8–212.0 110.3 42.5
中国南方地
区 SC 0 1 2 7 10 13 12 5 4 8 3 4 1 1 71 22.1–210.5 107.7 37.2
东南亚 SEA 0 1 4 2 3 4 4 2 10 7 7 0 0 0 44 24.0–160.0 115.7 33.6
东亚 EA 0 1 0 0 1 3 3 2 2 1 10 0 0 0 23 29.3–160.0 127.3 28.8
南亚 SA 0 2 0 5 1 5 3 6 2 4 9 0 0 0 37 24.0–160.0 113.7 36.1
合计 Total 1 10 12 24 27 39 36 27 29 29 41 6 6 5 291 21.8–212.0 112.4 37.7
SEA: Southeast Asia; EA: East Asia; SA: South Asia; HHH: Huang-Huai-Hai of China; SC: Southern China.
1618 作 物 学 报 第 36卷

表 3 与耐淹性显著相关的标记位点及其对表型变异的解释率
Table 3 Marker loci associated with submergence tolerance traits and their contributions to phenotypic variation
群体
Popula-
tion
位点
Locus
图位
Position
(cM)
相对死
苗率
De
相对失
绿率
Lo
相对萎
蔫率
Wi
位点
Locus
图位
Position
(cM)
相对死
苗率
De
相对失
绿率
Lo
相对萎
蔫率
Wi
Satt665 (B1)96.36 0.11 Sat_289 (D1b)131.92 0.12 0.13
Satt681 (C2)3.15 0.07 0.09 0.13 Satt311 (D2)84.62 0.08 0.09
Satt640 (C2)30.47 0.09 Satt659 (F)26.71 0.09 0.10
Satt643 (C2)94.65 0.11 Satt239 (I)36.94 0.07
Satt363 (C2)98.07 0.09 0.09 Sat_299 (I)99.83 0.10
Satt289 (C2)112.35 0.06 Satt373 (L)107.24 0.15 0.13 0.16
Satt079 (C2)117.87 0.08
群体 1
Pop. 1

Satt147 (D1a)108.89 0.07
合计位点数
Total loci
3 7 12

Satt186 (D2)105.45 0.20 0.22 0.23 Satt522 (F)119.19 0.14 0.16
Satt269 (F)11.37 0.15 0.14 Satt150 (M)18.58 0.15 0.19
Sct_033 (F)74.13 0.18 0.17 0.18
群体 2
Pop. 2

Satt334 (F)78.06 0.10 0.10
合计位点数
Total loci
6 3 5
粗体为 P<0.01下的解释率。
De: relative seedling death rate; Lo: relative chlorophyll lost rate; Wi: relative wilting rate. The boldfaced number is the explained rate
of phenotypic variation at P<0.01.

差异大有关。
群体 1 中, 与相对死苗率、相对失绿率和相对
萎蔫率相关联的位点分别为 3、7 和 12 个, 累计有
22 个(表 3); 其中与这 3 个性状均关联的 Satt373 位
点(位于连锁群 L)对表型变异的解释率最高(15%、
13%和 16%)。群体 2与 3个耐淹性状关联的位点分
别是 6、3和 5个, 累计 14个; 与 3个性状均关联的
位点 Satt186对表型变异的解释率最高(20%、22%和
23%)。
分析发现, 同一位点与 2 个或者 3 个性状有关
联。群体 1中位点 Satt681和 Satt373与 3个性状均
有关联; Satt659 与相对死苗率、相对失绿率关联,
Satt363、Satt311 和 Sat_289 与相对失绿率、相对萎
蔫率关联; 群体 2中与 3个性状相关联位点 Sct_033
和 Satt186, 而 Satt150、Satt334和 Satt522与相对死
苗率、相对萎蔫率相关联, Satt269 与相对死苗率、
相对失绿率相关联。以上关联分析的结果说明 3 个
指标具有相对共同的遗传基础, 以相对死苗率为主,
相对失绿率和相对萎蔫率为辅的指标体系是相对一
致的, 这与表型症状的顺序发展也是一致的。
2.3 耐淹性状优异等位变异及其载体材料分析
2.3.1 群体 1 耐淹性状的优异等位变异和载体材料
相对死苗率、相对失绿率和相对萎蔫率数值越
大表明耐淹性越弱, 故等位变异相应表型减效值越
小越好。计算相对死苗率关联位点各等位变异的表
型效应值, 同一位点不同等位变异间表型效应差异
很大, 表型减效最大的等位变异是育种中可优先利
用的。表 4 归纳出群体 1 中优选的优异等位变异、
相应效应值和优异载体材料。群体 1 的 3 个相对死
苗率关联位点共筛选出 6 个表型减效最大的等位变
异, 共有 21个优异载体材料, 包括黄淮地区 13份、
南方地区 8份。载体材料中含有 2个位点的有 5份,
分别为合豆 2号、黔豆 3号、郑 90007、豫豆 19和
诱变 31; 其中等位变异效应绝对值较大(较耐)的载体
材料有 3份, 分别为合豆 2号、黔豆 3号和诱变 31。
由于相对失绿率、相对萎蔫率关联的位点较多,
以表型解释率大于 10%为标准选择位点。表 4 列出
了 5 个相对失绿率关联位点表型减效较好的前 2 个
等位变异(优异等位变异)、相应的效应值和部分载体
材料。在 20份载体材料中, 黄淮 10份, 南方 10份,
其中含有 3 个优异等位变异的材料 3 份, 分别为合
豆 2号、黔豆 3号和郑 90007, 含有 2个优异等位变
异的材料 10 份(黄淮 5 份, 南方 5 份)。等位变异
Sat_289-393 的减效较大(–75.3%), 等位变异减效最
好(最耐)的载体材料为合豆 2 号和南农 493-1 (未列
在表中, 带有 Sat_289-393)。
从表 4可见, 4个相对萎蔫率关联位点共筛选出
8 个表型减效最大的等位变异, 共有 22 个典型载体
材料, 包括黄淮 14份、南方 8份。含有 3个优异等
位变异的材料为合豆 2 号、黔豆 3 号、黔豆 6 号和
第 10期 孙慧敏等: 亚洲地区中、外大豆品种幼苗期耐淹性与 SSR标记的关联分析 1619


表 4 群体 1 中与耐淹性状关联位点优异等位变异及其表型效应值和优异载体材料
Table 4 Phenotypic effects and elite carriers of marker alleles at loci significantly associated with submergence tolerance traits in
population 1
优异载体材料 Elite carrier 性状
Trait
等位变异
Allele
效应
Effect ai 总数
Sum
2a 35 47 4 40 34 36 11 12 58 57 43 60 9 19
Satt373-309 –32.2 5 √ √ √
Satt373-291 –29.5 7 √ √ √ √
Satt659-267 –26.5 2 √ √
Satt659-165 –17.3 2 √ √
Satt681-288 –30.0 6 √ √ √ √ √ √
相对死苗率
De
Satt681-297 –27.7 4 √ √ √

Satt373-309 –29.7 3 √ √ √
Satt373-291 –25.5 2 √ √
Sat_289-393 –75.3 2 √
Sat_289-333 –30.2 6 √ √ √
Satt659-267 –32.4 3 √ √
Satt659-165 –17.5 3 √ √
Satt363-255 –46.3 5 √ √ √
Satt363-312 –25.4 4 √ √
Satt681-288 –29.7 5 √ √ √ √ √
相对失绿率
Lo
Satt681-297 –26.6 3 √ √ √

Satt373-309 –36.6 2 √ √
Satt373-291 –32.0 5 √ √ √ √
Sat_289-393 –86.3 2 √
Sat_289-333 –36.6 3 √ √ √
Satt681-288 –42.5 12 √ √ √ √ √ √ √
Satt681-297 –39.9 2 √ √
Satt665-285 –26.4 6 √ √ √ √ √
相对萎蔫率
Wi
Satt665-348 –23.4 6 √ √ √ √
2a: 合豆 2号; 35: 黔豆 3号, 47: 郑 90007; 4: 豫豆 19; 40: 诱变 31; 34: 黔豆 2号; 36: 黔豆 6号; 11: 鲁豆 2号; 12: 鲁宁 1号; 58:
南农 87C-38; 57: 泰兴黑豆; 43: 川豆 2号; 60: 大方六月早; 9: 莒选 23; 19: 五月拔。
2a: Hedou 2; 35: Qiandou 3; 47: Zheng 90007; 4: Yudou 19; 40: Youbian 31; 34: Qiandou 2; 36: Qiandou 6; 11: Ludou 2; 12: Luning 1;
58: Nannong 87C-38; 57: Taixing heidou; 43: Chuandou 2; 60: Dafeng Liuyuezao; 9: Juxuan 23; 19: Wuyueba.
De: relative seedling death rate; Lo: relative chlorophyll lost rate; Wi: relative wilting rate.

鲁宁 1号, 含有 2个等位变异的材料有 10份(黄淮 6
份, 南方 4份)。减效较大的等位变异为 Sat_289-393
(–86.3%), 等位变异减效最大(最耐)的载体材料为合
豆 2号和南农 493-1 (未列在表中, 带有 Sat_289-393
和 Satt665-348)。
3 个耐淹性状共 24 个优异等位变异, 共有载体
材料 10份, 具有不同的优异等位变异组合。其中合
豆 2号(代号 2)、莒选 23(9)、黔豆 2号(34)、郑 90007
(47)等的耐淹性均较好, 如莒选 23 和黔豆 2 号的相
对死苗率、相对失绿率和相对萎蔫率分别为 26.9%、
25.1%、41.4%和 25.3%、24.1%、33.5%, 是耐淹性
的优异亲本。
2.3.2 群体 2 耐淹性状的优异等位变异和载体材料
以表型解释率大于 10%为标准确定耐淹位点和
优异等位变异。群体 2中, 5个相对死苗率关联位点
共筛选出 8个表型减效最大的等位变异, 共有 32个
优异载体材料。表 5列出部分载体材料, 其中含有 4
个等位变异的载体材料有 5 份, 含有 3 个等位变异
的载体材料有 4 份, 含有 2 个等位变异的载体材料
有 23份。等位变异中 Sct_033-219减效最大(–41.3%),
带有此优异等位变异的载体材料有 5个, 即PI208432、
PI209836、 PI481690、 PI377576 和 PI481679。
Satt269-273载体材料最多, 占 37.2%。
3个相对失绿率关联位点的 6个等位变异, 共有
1620 作 物 学 报 第 36卷

表 5 群体 2 中与耐淹性状关联位点优异等位变异及其表型效应值和优异载体材料
Table 5 Phenotypic effects and elite carriers of marker alleles at loci significantly associated with submergence tolerance traits in
population 2
优异载体材料 Elite carrier 性状
Trait
等位变异
Allele
效应
Effect ai 总数 Sum 20 21 22 29 42 7 33 58 65 31 34 35 43 44 47 54 56 62
Satt186-213 –39.6 7 √ √ √ √ √ √ √
Satt186-204 –17.1 5 √ √ √ √
Sct_033-219 –41.3 5 √ √ √ √ √
Sct_033-201 –20.9 4 √ √
Satt150-189 –25.3 5 √ √
Satt150-198 –12.4 12 √ √ √ √ √ √ √ √ √
Satt522-240 –18.7 11 √ √ √ √ √
相对死
苗率 De
Satt269-273 –13.5 29 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √

Satt186-213 –27.3 8 √ √ √ √ √ √ √
Satt186-204 –9.3 3 √ √ √
Sct_033-219 –24.4 3 √ √ √
Sct_033-183 –12.3 13 √ √ √ √ √ √
相对失
绿率 Lo
Satt269-273 –7.5 19 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √

Satt186-213 –26.2 8 √ √ √ √ √ √ √
Satt186-204 –8.0 6 √ √ √ √
Satt150-189 –18.6 3 √ √
Satt150-198 –11.1 8 √ √ √ √ √ √ √ √
Sct_033-219 –29.3 3 √ √ √
Sct_033-201 –14.6 4 √ √ √
Satt522-240 –9.7 5 √ √ √ √ √
相对萎
蔫率Wi
Satt522-249 –5.8 12 √ √ √ √ √ √ √ √ √
20: PI208432; 21: PI208434; 22: PI209836; 29: PI247679; 42: PI376070; 7: PI166141; 33: PI324187A; 58: PI476881; 65: PI481690;
31:PI285096; 34: PI331793; 35: PI331795; 43: PI377576; 44: PI377578; 47: PI404159; 54: PI471928; 56: PI471934; 62: PI481679.

21个载体材料, 含有 3个等位变异的材料有 5份, 含
有 2个等位变异的材料有 16份(表 5)。其中 Satt186-
213 减效最大(–27.3%), 有 8 个优异载体材料, 表型
减效最大的材料为 PI324187A、PI331795、PI377578
等; Satt269-273载体材料最多, 占 40.4%。4个相对
萎蔫率关联位点有 8 个优异等位变异, 共有载体材
料 22 份。其中减效最大的等位变异为 Sct_033-219
(–29.3%), 含有此优异等位变异的载体材料 8份, 为
PI166141、PI324187A、PI376070等; 含有等位变异
Satt522-249的载体材料最多, 占 24.5%。结合 3个耐
淹性状优选出表型减效最好 3 份材料为 PI208432、
PI377576和 PI481690。
3 个耐淹性状共 22 个优异等位变异, 共有载体
材料 11 份, 具有不同的优异等位变异组合。其中
PI247679(29)、PI331795(35)的相对死苗率、相对失
绿率和相对萎蔫率分别为 24.0%、59.8%、50.0%和
50.7%、45.9%、46.2%。这些材料含有优异等位变异
较多, 结合其优异等位变异和优良农艺性状可用于
设计育种。
2.4 相对死苗率优异等位变异在黄淮和南方主
要品种系谱中的累积
群体 1 中包括了由 58-161、徐豆 1 号、齐黄 1
号、南农 138-2 和南农 493-1 等黄淮和南方地区 5
个重要骨干亲本衍生的系谱群体, 代表了不同亲本
类群, 揭示不同系谱间等位变异差异可为耐涝育种
的亲本选配提供指导。表 6 中 5 个系谱群体分别累
积 15、16、13、8和 5个相对死苗率优异等位变异,
共计 57个, 所涉及的品种数为 11、14、12、6和 5。
等位变异在不同群体中出现的频率不同, 等位变异
Satt659-165、Satt681-288、Satt373-291 出现频率较
高, 而 Satt659-267 为齐黄 1 号家族特有等位变异, 齐
黄 1号家族缺 Satt373-309, 南农 493-1家族缺 Satt373-
309和 Satt681-297。
58-161系谱群体的第①~②轮品种累积了Satt373-
第 10期 孙慧敏等: 亚洲地区中、外大豆品种幼苗期耐淹性与 SSR标记的关联分析 1621


表 6 相对死苗率 6 个优异等位变异在中国黄淮海、南方 5 个育成品种家族中的累积
Table 6 Distribution of elite alleles of relative seedling death rate in five pedigree populations of released soybean cultivars from
HHH and SC in China
58-161 徐豆 1号 Xudou 1 齐黄 1号 Qihuang 1 Nannong 1138-2 Nannong 493-1 等位变异
Allele 总 Sum ①~② ≥③ 总 Sum ①~② ≥③ 总 Sum ①~② ≥③ 总 Sum ①~② ≥③ 总
Sum
① ②
Satt373-309 2 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0
Satt373-291 2 0 2 5 4 1 3 3 0 2 1 1 1 1 0
Satt659-267 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0
Satt659-165 6 3 3 3 2 1 3 0 3 1 0 1 3 2 1
Satt681-288 2 0 2 5 3 2 5 3 2 3 2 1 1 0 1
Satt681-297 3 2 1 2 2 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0
合计 Total 15(11) 6 9 16(14) 12 4 13(12) 7 6 8(6) 5 3 5(5) 3 2
①、②和③代表衍生的轮次。括号内数字为合计品种数。
①, ②, and ③ indicate the cycle of the derived cultivar. The number in the parenthesis indicates total cultivar number with elite alleles.

309、Satt681-297等位变异, 第③轮后进一步累积了
Satt373-291、Satt659-165和 Satt681-288等位变异。
徐豆 1号、齐黄 1号、南农 138-2、南农 493-1等系
谱群体则表现为第①~②轮品种累积较多优异等位
变异 , 进一步衍生品种中一些优异等位变异丢失 ,
少数新等位变异的增加, 表现出动态变化特点。
3 讨论
3.1 关联定位结果反映了大豆耐淹性的复杂性
本研究利用国内和国外两个品种群体进行关联
定位分析, 共检测到 36个与 3个耐淹性状关联的标
记, 表明大豆耐淹性多基因遗传的特性。在群体 1
中检测到的与耐淹性状相关联的 Satt373(位于连锁
群 L)和 Satt079 位点(位于连锁群 C2)分别与 Githiril
等[17]检测到的耐涝 QTL ft3和 ft1相近, Satt373与 ft3
相距 3.06 cM, Satt079与 ft1相距 0.57 cM。群体 2中
与相对死苗率和相对失绿率关联位点 Satt269 以及
与 3个耐淹性状关联位点 Sct_033, 与Comelious等 [18]
研究中定位到与耐涝性显著相关的基因位点 Satt269
和 Satt510位于相同区间内, 位点 Sct_033与 Satt510
相距 2.7 cM。表明通过关联分析能检测到一些 QTL。
在国内和国外 2 个群体中未检测到与耐淹性状
相关联的相同位点, 这可能与两个群体具有不同的
遗传结构有关, 其他研究也出现类似情况[8-9]。Wang
等[19]利用 81 个 SSR 标记对 2 个由育成品系组成的
群体(分别有 139个和 115个材料)进行耐缺铁性黄化
QTL 的关联定位, 通过混合线性模型方法检测到 3
个连锁标记, 其中 2 个标记在 2 个群体中均出现。
由于该研究所用 2个群体存在一定相关, 使定位结果
相对一致。其他研究还发现利用不同重组自交家系
群体定位大豆耐淹 QTL的结果不一致[20-21], 表明供
试材料的遗传背景影响关联定位结果, 本研究中 2个
群体耐淹性的遗传基础存在差异, 反映了大豆耐淹
性的复杂性。需完善试验群体和表型鉴定技术, 并
加大标记密度、结合候选基因关联分析、连锁定位
等方法揭示耐涝性遗传基础。
3.2 大豆耐淹性状优异等位变异的育种利用
大豆种质资源中蕴涵丰富的遗传变异, 关联分
析可检测大量材料中所携带的等位基因及其效应 ,
其作用应受到重视。本研究以 SSR无效等位变异为
基础计算各等位变异对性状的效应 , 遴选耐淹性
QTL关联 SSR位点的优异等位变异, 为改良大豆耐
淹性提供基本的遗传信息 [5], 可通过以下几方面得
到利用: (1)在进行杂交育种的亲本选配时, 可以同
时考虑表型和基因型组合, 实现材料间的最大优势
互补。(2)特异等位变异可作为遗传片段导入系选择
标签, 用于表征不同供体亲本或同一供体不同的优
异性状, 再通过渗入系间杂交, 将不同位点的优异
等位变异综合于一体, 形成优异的杂种后代。(3)杂
交后代的标记辅助选择, 可针对育种目标对某个性
状的要求, 选择与该性状关联的位点作为后代辅助
选择的标记, 对分离后代在苗期进行特异位点的基
因分型 , 由分离后代基因型状态 , 预测其表现型 ,
从而进行有针对性的选择。如以往研究发现中豆 26、
郑 90007 等具有较多的产量、品质性状优异等位变
异, 可设计聚合育种计划, 将这些亲本与本研究所
筛选的含有较多耐淹性状优异等位变异的合豆 2
号、黔豆 2 号等进行杂交重组, 通过标记辅助选择,
1622 作 物 学 报 第 36卷

可能培育出耐淹性、产量、品质更好的材料。
3.3 育成品种系谱群体中耐淹性优异等位变异
的波动特点
本研究发现黄淮和南方 5 个重要骨干亲本衍生
的系谱群体共累计 57个优异等位变异, 平均每个品
种累计 1.4个优异等位变异。5个系谱祖先亲本中检
测到优异等位变异不多, 但在各家族中随着育种轮
次的延伸, 有些优异等位变异衰减, 也有新优异等
位变异加入, 使得后代的耐淹性有很大的差异。本
试验在分子水平上证实了育成品种的部分等位变异
来自亲本; 在培育新品种的过程中, 又有新优异基
因的积累, 同时也有优异基因在丢失。张军等[22]也
证实, 大豆育种持续地从不同亲本中累积目标性状
的增效基因, 但同时优异基因(包括系谱祖先的优异
基因)有所丢失。鉴于这种优异等位变异的波动特点,
育种过程中在注重产量选择的同时必须对耐淹性作
全程监测, 以避免顾此失彼, 造成品种的致命弱点。
鉴于耐涝性是综合数量性状, 其遗传基础复杂, 本
研究只是初步尝试, 有必要进一步补足系谱中缺失
材料, 加大标记密度, 通过重复表型鉴定试验进一
步加深研究。
4 结论
供试的 291 份亚洲地区大豆育成品种由国内和
国外 2个不同的群体组成。两群体中与相对死苗率、
相对叶片萎蔫率和相对叶片失绿率 3 个耐淹性状关
联的位点有 14个和 6个, 其中 4个位点与以往连锁
定位相同。3个耐淹性状之间具有共同遗传基础。筛
选出耐淹性最大的优异等位变异, 结合基因型和耐
性表现, 从国内材料中优选出合豆 2号、黔豆 3号、
诱变 31、南农 493-1, 从国外材料中优选出 PI208432、
PI377576、PI481690 等耐淹载体材料, 为耐淹育种
建立了材料和分子标记的基础。
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