我国抗大豆花叶病毒SC3相关QTL的分子标记研究进展

李扬眉

（ 1.阜阳市菽梦农业科技有限公司，安徽　阜阳　236000； 2.阜阳市民盼农资销售有限公司，安徽　阜阳　236000）



我国抗大豆花叶病毒SC3相关QTL的分子标记研究进展

李扬眉1，2

（ 1.阜阳市菽梦农业科技有限公司，安徽阜阳236000； 2.阜阳市民盼农资销售有限公司，安徽阜阳236000）

摘要：大豆花叶病毒株系SC3是黄淮海和长江流域大豆产区主要的一种流行株系，文中基于对传统育种与分子育种相结合选育抗病品种的日臻完善，着重从近几年抗性基因标记定位和分子标记发掘方面的研究进行报道，为选育抗花叶病毒（SMV）病品种提供参考。

关键词：大豆；花叶病毒病；分子育种

大豆花叶病毒（Soybean mosaic virus，SMV）病是大豆生产中主要的世界性病害之一，不仅引起直接产量损失，而且严重影响大豆的商品性。其分布范围广，危害性大，化学药剂难以防治，并且污染环境，培育抗SMV大豆品种是一种经济、绿色、环保的有效手段。因此，选育优异的抗SMV品种成为育种家的重要目标。国内外遗传学家主要针对株系组成与分布、抗源种质筛选、抗性遗传分析、抗性基因标记定位和分子标记发掘、候选抗性基因的克隆和功能分析等方面进行了广泛、深入的研究和报道［1-3］。文中仅从黄淮海和长江流域大豆产区SMV主要的一种流行株系SC3出发，基于QTL技术对传统育种与分子育种（分子标记辅助选择）相结合来选育抗病品种，着重从近几年国内部分抗性基因标记定位和分子标记发掘方面进行报道，为选育抗SMV品种提供参考。

1　抗SMV基因的定位和遗传分析及分子标记的发掘

国内外学者对SMV基因进行的分子标记及定位的研究，多是利用基于分子杂交的分子标记（如：RFLP）和基于PCR技术的分子标记（如：AFLP）以及以DNA序列分析为核心的分子标记（如：SNP）等技术寻找与抗病基因紧密连锁的分子标记，从而进行抗性鉴定发掘，同时进行标记辅助选择育种。实际上，目前从事分子育种主要是分子标记辅助选择，结合生产实际，大豆花叶病毒SMV3抗性的遗传研究一直是大豆抗病育种研究的热点之一，现对广泛应用的SSR技术进行论述。

滕卫丽等运用简单序列重复技术（SSR技术）对大豆品系中选95-5117（R）×HB1（S）的F5代重组自交系群体接种SMV 3号株系鉴定抗性，采用改良的分离群体组群分析法（BSA法）进行抗病基因的QTL分子定位［4］。研究表明，中选95-5117对SMV 3号株系的抗性受一对基因控制。利用Mapmaker/ Exp3.0b软件进行扫描分析，该基因RSMV3位于大豆染色体组的F连锁群上，并获知2个SSR标记Satt114和Satt362与SMV 3号株系抗病基因连锁，遗传距离分别为2.3和8.6 cM，其标记与抗病基因间的排列顺序和距离为Satt114-2.3 cM-RSMV 3-8.6 cM-Satt362。同年，栾晓燕等研究以哈91R3-301×黑农41组合构建了F2遗传作图群体［5］，其SSR标记基因型基本符合1∶2∶1的比例，该群体没有发生偏分离。通过F3株系的病情指数分布推测SMV3的F2代成株抗性似乎由多基因控制。通过F2∶3代株系对SMV3抗病性表型结果和SSR分子标记的基因型进行连锁分析，推测Satt296是与SMV 3号株系抗性主基因连锁的SSR分子标记，该标记通过Joinmap作图软件定位在D1b连锁群上。

郭丹丹以南方春大豆中豆29和中豆32为亲本构建的RIL群体作材料接种SMV株系SC3进行田间抗性鉴定［6］，结果表明，两亲本对SMV株系SC3的抗性表现存在显著差异。RIL群体接种SC3株系后，在发病率、病级、潜育期和病情扩展速度4个组分上存在明显差异，说明大豆对SMV存在抗扩展。利用数量性状主基因+多基因混合遗传模型对大豆抗SMV株系SC3进行遗传分析，结果表明，大豆对SMV株系SC3的抗性遗传符合B_1_1模型，即抗性由2对主基因控制，主基因的效应表现为加性上位性。在接种SC3株系条件下，以病情指数（DI）、病级（S）、病情扩展速度（R）和发病率（I）为指标进行QTL的初步定位，从4个指标定位的连锁群和QTL数目来看，5个QTL（qDIF-1和qDIF-2、qSF-1和qSF-2、qRF）定位在F连锁群上，1个QTL（qIC2）定位在C2连锁群上。以病情指数（DI）或病级（S）为指标在F连锁群分别定位到2个主效QTL（qF-1和qF-2），其中qF-1位于Satt197-Satt554标记区间，贡献率为24.1%；qF-2位于Satt522-AW756935标记区间，贡献率为22.5%，在F连锁群主效QTL区间通过加密了18对多态性标记，都定位于BARCSOYSSR_13_1722-BARC⁃SOYSSR_13_1731标记区间，其贡献率为28.9%，为同一QTL命名为qF，为主效QTL。

杨永庆、Yang Y等以PI96983为母本，南农1138-2为父本配制杂交组合［7-8］，PI96983和F1对SMV3株系表现抗病，南农1138-2则表现感病（花叶），表明PI96983对SMV株系SC3的抗性均为显性。经卡方测验F2群体针对SMV株系SC3抗感分离结果均符合3抗∶1感分离比例，F2∶3家系符合1抗∶2分离∶1感的分离比例。遗传研究结果证实PI96983对SMV株系SC3的抗性是由1对显性基因控制的，并将该基因命名为RSC3。通过采用F2群体255个单株，利用Joinmap 3.0进行基因定位将基因RSC3定位在BARCSOYSSR_13_1114和BARCSOYS⁃SR_13_1136之间。与此同时，Zheng等利用Qi⁃huang 1×Nannong 1138-2构建的作图群体把对SMV株系SC3的抗性基因RSC3Q也定位在BARCSO YSSR_13_1114和BARCSOYSSR_13_1136之间［2］。因此，基因RSC3Q与杨永庆等定位的抗性基因RSC3有可能是对SMV3株系表现抗病的同一基因。

由此可见，由于对SMV株系命名株系纷繁复杂和抗源构建的定位群体不同，针对SC3抗病基因是“一因一效”还是“一因多效”存在不同认识，但是抗SMV株系SC3的抗病基因的定位集中在C2 （6）、D1b（2）和F（13）连锁群上。

2　大豆对SMV抗性基因RSC3的分子标记辅助选择育种

针对SC3病毒株系，很多科研人员对我国大豆种质抗源筛选进行了广泛的搜集和研究，如滕卫丽等对来自12个省市自治区育种单位的103份大豆新品种（系）进行了SMV3株系的抗性鉴定［9］，结果表明接种SMV3株系的抗病品种（系）53份，占51.5%；感病品种（系）50份，占48.5%。王大刚等对综合农艺性状优良的大豆种质资源300份进行抗SMV株系SC3的筛选鉴定［10］，表现高抗和抗病的品种有84份，占鉴定品种的28.0%，同时也对这些材料进行抗感品种小区平均产量进行分析，二者产量差异不显著，由此推断育成高产品种和抗SMV品种是有可能的。

近年来对大豆抗源筛选鉴定研究比较多，主要是通过人工接种或田间自然发病鉴定［3，11-12］，而利用分子生物技术对大豆进行分子育种研究比较少，栾晓燕等推测Satt296是位于D1b连锁群上的与大豆花叶病毒SMV 3号株系抗性主基因连锁的分子标记［5］，该分子标记在其他的RIL群体中的验证得到了初步证实，推测抗性座位可能是控制SMV3的主基因之一，该标记在抗SMV3的分子标记辅助选择育种过程中有望于应用。滕卫丽等对70份大豆种质资源进行了抗病性鉴定［13］，并利用抗性相关的SSR标记验证抗病分子标记辅助选择育种，采用与抗SMV3相关的SSR标记Satt114和Satt362进行检测，与抗病毒资源筛选的准确率分别达82.4%和68.8%。韩英鹏等也用SSR标记Satt114对30份大豆种质进行分子辅助鉴定［14］，不过所用病毒株系为东北N1株系，经摩擦接种法表型验证10个种质，有9个种质表现为抗病，即分子辅助鉴定的准确性为90%。另应用这些分子标记不仅可以提高对抗病材料选择的便捷性和可靠性，并且说明了在分子水平上直接对目的性状进行有针对性的选择的可能性，在分子设计育种方面增加了可行性。

3　讨论

由单基因控制的质量性状分子标记辅助选择的选择效果主要取决于分子标记与目的基因间的连锁距离，即标记与目的基因的距离越近，同源重组的几率越小，选择的准确性就越大。目前的大豆抗SMV育种主要利用SSR标记共显性等优点，采用系谱跟踪选育鉴定。

由于当前大豆SMV病株系纷繁复杂，抗源也各不相同，与抗性相关基因紧密连锁的标记不多，各标记之间的位置、遗传距离因遗传连锁作图群体不同，要想促进大规模地利用分子标记辅助育种，必须要对国内株系，对大豆的抗性基因及其分子标记进行统一规范，这样才能准确高效地进行大豆分子标记辅助育种。分子标记的发掘和辅助选择育种既是从分子生物学出发的基础性研究，同时又是现代农业为基础的应用研究，具有较好的应用前景，不仅减少了传统育种的盲目性，而且减少了常规育种中的许多问题，提高了选择效率。

［参考文献］

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第一作者：李扬眉，女，本科，主要从事大豆栽培和分子育种，E-mail：jfwcz@163.com

中图分类号：S188

文献标志码：A

文章编号：1674-3547（2016）03-0021-04

收稿日期：2016-04-14

Research Progress on QTLs Relevant to Soybean Mosaic Virus Strain SC3

Li Yangmei
（1.Fuyang Shumeng Agricultural Technology Co.，Ltd.，Fuyang 236000，Anhui，China；2.Fuyang Minpan Agricultural Materials Sales Co.，Ltd.，Fuyang 236000，Anhui，China）

Abstract：Soybean mosaic virus strain SC3 is a prevalent strain in Huang-huai-hai and Yangtze river basin soybean production areas.The article is based on the improvement of integration in conventional breeding with molecular breeding for selecting disease resistant cultivars，and focuses on recent develop⁃ment in indentification of resistant genes and exploitation of molecular markers to provide reference for breeding varieties resistant to mosaic virus disease.

Key words：Soybean；Mosaic virus disease；Molecular breeding