伴大豆球蛋白亚基浓度升高的分子标记辅助选择及其对大豆农艺和种子性状的影响课件.ppt

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1、-伴大豆球蛋白亚基浓度升高的分子标记辅助选择及其对大豆农艺和种子性状的影响,汇报内容,一、研究背景及目的, -伴大豆球蛋白是大豆的主要贮藏蛋白，在商业大豆品种中其占大豆总蛋白含量的25%(Nielsen et al., 1989)。-伴大豆球蛋白包含3个主要亚基：， 和 ,45%,35%,20%,31%,40%,29%,Jenkinson (2009)报道了亚基浓度升高（EAP）的大豆品种,孟山都公司发现了 -伴大豆球蛋白在正常水平，亚基浓度高于亚基的大豆品种(Bringe and Jenkinson, 2009; Jenkinson, 2009, 2011)。,一、研究背景及目的,凝胶特性,

2、健康饮食,抗癌,降脂,EAP及 -伴大豆球蛋白升高的大豆品种能够提高蛋白的功能属性，有益于消费者的健康。,Rickert等(2004)发现富集于-伴大豆球蛋白中的大豆蛋白有优越的凝胶特性，乳化性增进，稳定性增加。,高-伴大豆球蛋白的饮食可导致总胆固醇，甘油三酯和胰岛素的降低，抑制动脉粥样硬化的发展 以及减少内脏脂肪升高导致的肥胖,体外实验显示-伴大豆球蛋白的蛋白质成分可以抑制白血病细胞的生长，富含亚基和亚基的 -伴大豆球蛋白抑制脂肪酸合酶的活动，可减少潜在致癌脂类的合成。,有报道显示提纯的-伴大豆球蛋白亚基能够降低脂肪和甘油三酯的含量，对低密度脂蛋白受体起下调作用。,一、研究背景及目的,EAP

3、（ 亚基浓度提高）性状检测,孟山都公司开发的两个SNP定位在20号染色体，与第I连锁群编码亚基的Cgy2,3基因链锁。在20号染色体上(LGI)物理距离为2.5 kb 在GenBank上编码-伴大豆球蛋白的亚基，基因登录号为AB051865,SDS-PAGE目前还是昂贵且耗时的检测蛋白质成分的方法。使用分子标记辅助选择EAP性状可用减少必需采用SDS-PAGE检测蛋白质成分的群体规模。,一、研究背景及目的,本研究的首要目标是评估这两个SNP标记在分离群体中区分个体EAP和NAP性状的有效性。,一、研究背景及目的,大豆球蛋白是大豆主要的贮藏蛋白，占大豆总蛋白含量的40%。包含5个主要基因，Gy1

4、至Gy5：基因Gy1 和 Gy2紧密连锁并共同遗传，而基因Gy3，Gy4，Gy5是独立遗传的(Cho et al., 1989; Nielsen et al., 1989; Beilinson et al., 2002)。,一、研究背景及目的,日本的研究者培育了一个大豆球蛋白含量为0%且-伴大豆球蛋白约占45%的大豆品系B2G2，具有5个Gy基因位点的隐性等位基因。,gy1,2和gy3的等位基因发现于射线辐射处理后的大豆品系中。 (Yagasaki et al., 1996),20%的日本自然种质中存在gy4的等位基因。(Kitamura et al., 1984),Yagasaki（1996

5、）在野生大豆(Glycine soja Siebold & Zucc.)材料的筛选中发现了gy5 等位基因。,一、研究背景及目的,孟山都公司的Wu 等（2007）发现了关于gy等位基因的专利SNP分子标记。,gy1等位基因,NS0199008,代表,gy2等位基因,NS0199002,代表,gy3等位基因,NS0199010,代表,gy4等位基因,NS0199003,代表,gy5等位基因,5个未命名的SNP,代表,一、研究背景及目的,Jenkinson 和 Fehr (2010)采用B2G2与传统大豆品系杂交配制了5个分离群体。衍生出8个基因型的品系，包含5个Gy基因位点上不同的野生型和突变型

6、等位基因组合。,Gy1,2 ，Gy3 ，Gy4 ，Gy5 Gy1,2 ，Gy3 ，gy4， gy5 Gy1,2 ，gy3 ，gy4 ，Gy5 Gy1,2 ，gy3 ，gy4 ，gy5 gy1,2 ，Gy3 ，Gy4 ，Gy5 gy1,2 ，Gy3 ，gy4 ，gy5 gy1,2 ，gy3 ，gy4 ，Gy5 gy1,2 ，gy3 ，gy4 ，gy5,gy1,2 Gy3 gy4 Gy5,极大的影响,影响最小,影响中等,有最高的-伴大豆球蛋白浓度且无大豆球蛋白,每个gy等位基因不同程度地影响-伴大豆球蛋白和大豆球蛋白的总体水平。,目前的研究没有关于在结合改进大豆球蛋白含量的等位基因时EAP性状影响

7、大豆品系农艺性状和种子成分的报道。,一、研究背景及目的,本研究的第二个目标是使用Gy3和Gy5野生型等位基因确定其对农艺性状及种子成分的影响。,二、材料与方法,4个EAP性状分离群体Gy3和Gy5大豆球蛋白等位基因位点（紧密连锁的SNP标记）（Wu et al.,2007)EAP相关标记（2个SNP）（Jenkinson，2009，2011）,gy1,2, Gy3, gy4, gy5,gy1,2, gy3, gy4, Gy5,F0,熟期、产量,F2,F2:3,F3:4,F3:5,F1,EAP(MV0121, MV0122),NAP(MV0119,MV0120),一株一叶打孔,DNA,每群体38

8、64份打孔取样,96孔板(ABgene),目标1,目标2,目标3,每lines取1株8粒,品种选择依据,蛋白、油份,小区联合收割机,近红外,308四,（188+4+2)四2,258四,SAS version 9.2 GLM,技术路线,位于第20条染色体（LGI），与亚基相关的，与Cgy2,3基因连锁 （Jenkinson，2009，2011）。 第一个SNP序列ID为11号，正向引物序列 5-CTTGCTTACAAATTCCTCCAACTAAA-3 ，反向引物序列为5-GCTTAAGAACAACCGAGAGCTTTT-3。 第二个SNP序列ID为15号，forward引物序列5-CATGAAC

9、TGTGATTACATATTCTTTTGC-3 ，reverse 引物序列为5-GCTGCCGAACATGATGGTTA-3。 SNP侧翼序列在 Jenkinson (2011)申请的专利上。,对于第11号SNP标记，EAP性状核苷酸碱基为C，NAP性状核苷酸碱基为T。 对于第15号SNP标记，EAP性状核苷酸碱基为C，NAP性状核苷酸碱基为A。 为将F2植株分为EAP和NAP 类型，两SNP标记结果为CC-CC的个体考虑为EAP 型，两SNP标记结果为TT-AA的个体考虑为NAP 型。,gy1,2, Gy3, gy4, Gy5 gy1,2, Gy3, gy4, gy5gy1,2, gy3,

10、gy4, Gy5gy1,2, gy3, gy4, gy5,例如，Jenkinson and Fehr (2010)报道，基因型gy1,2, Gy3, gy4, gy5的品系没有A3亚基，基因型gy1,2, gy3, gy4, Gy5的品系没有A124亚基。 如果2011年农艺评价中在基因型gy1,2, Gy3, gy4, gy5的品系中检测到A3 亚基，该品系淘汰。,Huxley, IA（19/5） Coland 粘壤土；Bloomington, IL（20/5）Tama粉砂壤土；Findlay, OH （3/6） Hoytville 粘土每地每处理双行种植，行长4.5m，垄距76cm，24粒

11、/m,三、结论与讨论,采用MAS对EAP和NAP性状进行分型取得了部分成功。通过比较4个群体4个球蛋白基因型的共16个类型的EAP和NAP类型，验证了MAS选择的有效性。,使用SNP标记11号和15号并不能完全预测EAP性状类型，但可以有效的减少需要使用SDS-PAGE进行分析的样本数。,三、结论与讨论,BARC-025847-05113BARC-030259-06840BARC-020019-04403BARC-017939-02461BARCSOYSSR_20_1012BARCSOYSSR_20_0935,EAP品系,NAP品种/品系,EAP亲本,NAP亲本,三、结论与讨论,三、结论与讨论

12、,2011年田间检测衍生的8个类型的18棵F3植株的SDS-PAGE数据评价了EAP性状在蛋白组成上的影响。,三、结论与讨论,这些结果表明开发种子产量、成熟期和油份蛋白含量与NAP型相当的伴随任何大豆球蛋白基因型的EAP品种应该是可能的。,三、结论与讨论,本研究对2/6类，3/7类和4/8类3个基因型在4个性状上的研究结果与Jenkinson和Fehr (2010)对相同3个基因型的结果一致。,这些结果表明开发种子产量,成熟度,蛋白质和油的含量相似的任意四个大豆球蛋白基因型的某种基因型品种都是可能的。,三、结论与讨论,总之，从本研究评估过的4个大豆球蛋白基因型中的任意一个开发与NAP品种种子产

13、量、成熟期，蛋白油份含量相似的EAP型大豆品种是可能的。,基于Jenkinson和Fehr (2010)的研究结果，开发具有5个隐性等位基因但产量与有5个野生型等位基因的传统品种相似的品种在某些方面可能更困难一些，但不是对于所有的群体都困难。,gy1,2, gy3, gy4, gy5基因型和EAP性状的集合导致 亚基和总BC含量的提高。,具有5个隐性等位基因的品种总BC含量会升高且没有大豆球蛋白，此类品种可能是有益于食品工业和消费者。,他们的研究结果强调了在为修改蛋白组成选择品种开发群体的过程中使用多个父母本组合的重要性。,四、启示,ProductsDescription of the companys products,ServiceDescription of the companys service,TechnologyDescription of the companys technology,MarketDescription of the companys market,Text,Text,Text,Text,MAS,Thanks！,