不同生态类型大豆品种感温性的比较研究及感温性位点挖掘

Soybean is a temperate and short-day plant. Various responses to temperature and photoperiod are the primary cause for the diversity of soybean ecotypes. Compared with photoperiodic response, the varietal difference of thermal response and its molecular mechanism are less clarified. Previous studies showed that thermal sensitivity was related with latitude of origin, sowing season type and maturity date, and temperature interacted with photoperiod. In the present study，we use different soybean ecotypes as materials and establish different photo-thermal conditions by date-of-planting and artificially-controlled photoperiod. The variability of thermal response among different ecotypes will be deduced and the photo-thermal interaction will be analyzed. In addition, a genome-wide association analysis will be conducted to identify the loci associated with soybean thermal sensitivity as well as to analyze the relationship between the effects of loci and the environmental condition. It will be helpful to illustrate the modulation mechanism of environmental condition on the thermal-sensitive loci. Thus it is expected to further understand the differences of thermal response and maturity date among different ecotypes. This study will also provide foundation for soybean broad-adaption breeding under the circumstances of global warming and the adjustment of soybean production region and it is of great theoretical importance and application value.

大豆是喜温的短日作物，不同品种对光周期和温度反应的差异是形成大豆生态类型多样性的重要原因。然而，与光周期反应研究相比，目前对大豆品种温度反应差异及其分子机制的研究明显滞后。前期的研究表明，大豆品种的温度敏感性与其原产地、播期类型、生育期等均有关系，且温度与光周期反应有明显的互作。本项目以我国大豆不同生态类型代表品种为材料，通过分期播种和人工控制光周期的方式，创造不同的温光组合，比较不同生态类型大豆品种温度反应的差异，解析温度与光周期的互作效应。同时，利用已获得的供试材料重测序数据进行全基因组关联分析，挖掘与品种感温性相关的位点并分析位点效应与环境条件的关系，分析感温性位点受环境条件调控的规律。预期研究结果不仅有助于深化对大豆温度反应及生育期差异的认识，而且可为针对全球气候变暖和大豆种植区域调整条件下的大豆广适应育种提供依据，具有重要的理论意义和实际价值。

大豆是喜温的短日作物，不同品种对光周期和温度反应的差异是形成大豆生态类型多样性的重要原因。然而，与光周期反应研究相比，目前对大豆品种温度反应差异及其分子机制的研究明显滞后。前期的研究表明，大豆品种的温度敏感性与其原产地、播期类型、生育期等均有关系，且温度与光周期反应有明显的互作。本项目以我国大豆不同生态类型代表品种为材料，通过分期播种和人工控制光周期的方式，创造不同的温光组合，比较不同生态类型大豆品种温度反应的差异。同时，利用已获得的供试材料重测序数据进行全基因组关联分析，挖掘与品种感温性相关的位点并分析位点组合与环境条件的关系。结果表明，北方春大豆对温度最钝感（TR=1.18天/℃），其次为黄淮海夏大豆（2.32天/℃），南方春大豆（3.90天/℃），南方夏大豆（7.96天/℃）和南方秋大豆（10.65天/℃）。MG000-0组的大豆品种温度敏感度最低，范围是1.02-1.15天/℃，其次是MGI-III组的大豆品种，温度敏感度的范围是1.18-1.52天/℃，MGIV-VI组的大豆品种温度敏感度的范围是2.11-4.66天/℃。MGVII组的大豆品种温度敏感度最高，变异最大，显著高于其他生育期组品种，11.80天/℃。通过全基因组关联分析，共检测89个显著性多态性感温位点，分布在18条染色体上。其中，70个位点在单环境检测到，17个位点在2个环境检测到，2个位点在3个环境检测到。在2017年长日照、2018年长日照条件下和BLUP，Chr06:1969900 和Chr17:34980618位点均显著地与温度敏感度关联，这两个位点在长日条件下，稳定地与大豆温度反应相关，携带不同等位变异的品种频率与品种的生态类型相关。研究结果不仅有助于深化对大豆温度反应及生育期差异的认识，而且可为针对全球气候变暖和大豆种植区域调整条件下的大豆广适应育种提供依据，具有重要的理论意义和实际价值。