[发明专利]一种高亚精胺含量的大豆育种方法

说明书

本发明公开了一种高亚精胺含量的大豆育种方法，利用现有构建完成的高亚精胺含量种质ZYD00006和低亚精胺含量种质绥农14染色体片段代换系群体的重测序结果，结合2年3点不同环境条件下亚精胺表型数据，进行QTL分析获得稳定表达的大豆亚精胺含量QTL主效位点qSpd19‑2，利用获得稳定表达的大豆亚精胺含量QTL主效位点qSpd19‑2完成qSpd19‑2的精细定位；结合候选基因的序列和表达分析图位克隆参与调控大豆亚精胺含量的相关基因GmqSpd19‑2并研究其功能，揭示大豆亚精胺含量分子调控机制，并进一步挖掘大豆种质资源中的优异等位变异，选育高附加值的富含亚精胺大豆品种提供理论基础和育种材料。

技术领域

本发明涉及大豆育种技术领域，特别是一种高亚精胺含量的大豆育种方法。

背景技术

亚精胺，spermidine H2N(CH2)3NH(CH2)4NH2，一种多胺。广泛分布在生物体内，是由腐胺(丁二胺)和腺苷甲硫氨酸生物合成的。亚精胺可抑制神经元NO合成酶(nNOS)，结合并沉淀DNA；也可用于纯化DNA结合蛋白，刺激T4聚核苷酸激酶活性。研究表示，亚精胺或可阻止老年痴呆症发病。

大豆中亚精胺的含量水平较一般谷类、蔬菜、块根农作物、水果和畜产品高，这可能与大豆中蛋白含量高特别是多胺重要的生物合成前体精氨酸含量较高相关(Kaczmarskaet al.,2015；Millerfleming et al.,2015)。Wang(1972)最早采用5％三氯乙酸萃取对大豆多胺含量进行分析，得出大豆干粉中至少含有29.0μg/g的多胺，其中亚精胺含量在16.4μg/g左右。随着研究不断深入，后来不同研究均发现大豆种子中富含亚精胺，含量在88-389mg/kg之间(Nishibori et al.,2007)。研究发现纳豆含有更高含量的亚精胺，高亚精胺含量的纳豆品种可能是由于纳豆品种与其他基因型间的遗传差异造成的(Yoshikaw etal.,2014；Kobayashi et al.,2017)。Sagara等(2017)对奥地利维也纳附近种植的16个早熟大豆品种分别在3个季节收获的大豆进行分析，发现样品中亚精胺的含量从167-291mg/kg不等，这一结果表明作物育种对大豆中亚精胺水平有着重要影响；并在后续研究中进一步解析大豆种子中亚精胺和其他功能性植物化学物质的空间分布(Sagara et al.,2020)。尽管亚精胺存在显著的遗传多样性，但是高浓度和低浓度亚精胺间基因型仍存在重叠部分，说明这是一个数量性状，受环境影响较大。Glória等(2005)通过两年试验也得到类似的结果。目前研究表明，与其他植物或动物加工食品相比，大豆食品中含有的亚精胺含量更高，表明大豆品种亚精胺含量对大豆食品保健功能起着重要作用。除此之外，亚精胺含量相对于其他多胺和游离氨基酸更稳定，大豆食品可作为提供亚精胺的重要来源。因此，开展大豆亚精胺基因挖掘、选育高亚精胺含量大豆品种及开发大豆保健食品将成为未来大豆研究领域的热点之一。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种高亚精胺含量的大豆育种方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种高亚精胺含量的大豆育种方法，包括以下步骤：

S1、利用现有构建完成的高亚精胺含量种质ZYD00006和低亚精胺含量种质绥农14染色体片段代换系群体的重测序结果，结合2年3点不同环境条件下亚精胺表型数据，进行QTL分析获得稳定表达的大豆亚精胺含量QTL主效位点qSpd19-2，筛选带有大豆亚精胺含量QTL主效位点qSpd19-2且亚精胺含量极端高的大豆个体；

S2、将筛选的带有大豆亚精胺含量QTL主效位点qSpd19-2且亚精胺含量极端高的大豆个体与亲本绥农14回交，南繁加代，获得目标性状次级F2群体；筛选亚精胺含量极端个体分别构建混合池，采用BSA法进行QTL分析，结合F2群体定位结果，进一步缩短QTL区间；在此基础上，筛选仅目标区间为杂合基因型的个体，自交创建针对拟窄缩目标区段的次级群体，构建目标区域局部饱和遗传图谱，完成qSpd19-2的精细定位；