豇豆產(chǎn)量性狀與SSR分子標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析

潘磊等

摘要：利用156對(duì)多態(tài)性豇豆[Vigna unguiculata（L.）Walp.]簡(jiǎn)單重復(fù)序列（Simple sequence repeat，SSR）引物檢測(cè)83份豇豆種質(zhì)材料基因組，分析群體遺傳結(jié)構(gòu)，并對(duì)14個(gè)豇豆產(chǎn)量性狀與SSR標(biāo)記進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果表明，群體遺傳結(jié)構(gòu)分析將83份豇豆樣品劃分為2個(gè)亞群。關(guān)聯(lián)分析則有10個(gè)SSR標(biāo)記位點(diǎn)與8個(gè)性狀關(guān)聯(lián)，主要分布在LG2、LG3、LG4、LG7、LG11連鎖群上。這些關(guān)聯(lián)位點(diǎn)在豇豆基因組上分布不均，對(duì)關(guān)聯(lián)性狀的表型變異解釋率為9% （CLM0022）～33%（CLM0347）；有1個(gè)標(biāo)記（CLM0251）與多個(gè)性狀關(guān)聯(lián)；另外也有同一個(gè)性狀與多個(gè)SSR標(biāo)記關(guān)聯(lián)，包括葉寬（CLM0251、CLM0850），單莢重（CLM0347、CLM0251、CLM0614）。這些與豇豆性狀關(guān)聯(lián)的SSR標(biāo)記將為豇豆分子育種和遺傳改良提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：豇豆[Vigna unguiculata（L.）Walp.]；產(chǎn)量性狀；簡(jiǎn)單重復(fù)序列；關(guān)聯(lián)分析

中圖分類號(hào)：S643.4；Q343.1+5；Q348 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）16-3952-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.031

Association Analysis between Yield Trait in Cowpea and SSR Molecular Markers

PAN Lei，LI Yi，YU Xiao-lu，GUO Rui，CHEN Chan-you

（Hubei Province Engineering Research Center of Legume Plants/School of Life Sciences，Jianghan University，Wuhan 430056，China）

Abstract： Correlation of yield traits and molecular markers in cowpea [Vigna unguiculata（L.）Walp.] were investigated by using mixed line model in genome-wide association study. A set of 156 polymorphic Simple sequence repeat （SSR） markers were applied to genotyped 83 typical cowpea accessions. Based on the polymorphic data， population genetic structure analysis revealed two sub-populations revealed in the experimental 83 samples. After association analysis was performed between 14 yield traits in cowpea and the 156 polymorphic SSR molecular markers，ten SSR were found to be significantly associated with eight yield traits. These markers distributed in different linkage groups，including LG2，LG3，LG4，LG7，LG11， which explained 9%（CLM0022）～33% （CLM0347） of the observed phenotypic variance.There were one SSR markers （CLM0251） associated with two or more traits. On the other side， there two yield traits correlated with two or more SSR markers，including leaf width （CLM0251 and CLM0850） and single pod weight （CLM0347，CLM0251 and CLM0614）.These SSR marker related with cowpea traits will be useful for molecular breeding and genetic improvement in cowpea in the future.

Key words： cowpea[Vigna unguiculata（L.）Walp.]； yield trait； Simple sequence repeat； association analysis

豇豆[Vigna unguiculata（L.） Walp.]是一種重要的豆科（Leguminosae）蔬菜作物之一，其嫩莢和種子可供食用，是日常飲食中植物蛋白質(zhì)和膳食纖維的重要來(lái)源之一。中國(guó)的豇豆栽培歷史悠久，資源類型多樣，遺傳變異豐富。目前，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家農(nóng)作物種質(zhì)資源保存中心（http：//icgr.caas.net.cn/）已搜集保存了1 000份以上的豇豆種質(zhì)資源；而這些豇豆資源中，生長(zhǎng)習(xí)性以蔓生、半蔓生和矮生類型為主，花色多為紫色或白色，鮮莢顏色有深綠、淺綠、白色、紅色、紫紅色、龍紋等，諸多優(yōu)異農(nóng)藝性狀可用作遺傳改良資源。探究遺傳變異的基礎(chǔ)，挖掘優(yōu)異等位基因或性狀連鎖的遺傳位點(diǎn)，將是豇豆種質(zhì)資源與分子育種中的重要研究方向之一，關(guān)聯(lián)分析（Association analysis）為此提供了一個(gè)十分有效的研究方法，關(guān)聯(lián)分析是近年發(fā)展起來(lái)的一種高通量分析表型與遺傳多態(tài)性之間關(guān)聯(lián)性的遺傳分析方法，能在群體水平上大量發(fā)掘與目標(biāo)性狀相關(guān)的基因及其等位基因。2001年關(guān)聯(lián)分析首次用于植物研究[1]，之后逐漸成為植物數(shù)量性狀遺傳研究的熱點(diǎn)之一。關(guān)聯(lián)分析又稱為關(guān)聯(lián)作圖（Association mapping），或連鎖不平衡作圖（Linkage disequilibrium mapping，LD mapping），是以基因或者位點(diǎn)之間的連鎖不平衡為基礎(chǔ)，從而篩選鑒定出某一群體內(nèi)的目標(biāo)性狀與遺傳標(biāo)記或候選基因，主要有基于候選基因的關(guān)聯(lián)分析和全基因組關(guān)聯(lián)分析兩種策略[2]。關(guān)聯(lián)分析中多采用混合線性模型（Mixed liner model，MLM），因?yàn)榇四Ｐ图骖櫲后w結(jié)構(gòu)和系譜關(guān)系，能顯著降低誤差[3]。目前尚未見(jiàn)到豇豆研究應(yīng)用關(guān)聯(lián)分析的報(bào)道，但是豇豆資源的亞群中存在一定的遺傳結(jié)構(gòu)和較高的連鎖不平衡（LD）水平[4]。理論上位點(diǎn)之間連鎖越緊密，LD水平則越高，而LD較高的物種或群體應(yīng)用較少的標(biāo)記即可實(shí)現(xiàn)全基因組掃描。此外，自花授粉的物種，在經(jīng)歷了瓶頸效應(yīng)和強(qiáng)烈的人工選擇后，群體中僅包含所有群體中少部分的等位基因，這更適宜于全基因組關(guān)聯(lián)分析的應(yīng)用[5]。豇豆是典型的自花授粉植物，基因組較?。s587 Mb）[6]，群體內(nèi)的LD水平較高。因此，全基因組掃描的關(guān)聯(lián)分析可以應(yīng)用在豇豆研究中。

多態(tài)性DNA分子標(biāo)記是開(kāi)展全基因組關(guān)聯(lián)分析的前提。與RADP、AFLP、ISSR等分子標(biāo)記相比較，簡(jiǎn)單重復(fù)序列（Simple sequence repeat，SSR）分子標(biāo)記由于在基因組上分布廣、經(jīng)濟(jì)方便、多態(tài)性高、重復(fù)性好、易于基因分型等優(yōu)點(diǎn)，在植物中的應(yīng)用備受青睞。在豇豆的DNA分子標(biāo)記研究中，國(guó)內(nèi)外的研究者陸續(xù)報(bào)道了運(yùn)用多種DNA分子標(biāo)記（RAPD、RFLP、AFLP和SSR等）技術(shù)構(gòu)建了豇豆的連鎖遺傳圖[7-12]，這些遺傳圖譜的標(biāo)記雖然數(shù)量少，但為豇豆基因組的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。

試驗(yàn)選取了全國(guó)范圍內(nèi)的83份具代表性的豇豆種質(zhì)材料，對(duì)豇豆產(chǎn)量的相關(guān)性狀，包括商品成熟莢相關(guān)的性狀（鮮莢莢長(zhǎng)、鮮莢莢厚、鮮莢單莢重、首莢節(jié)位和單株結(jié)莢數(shù)等）以及儲(chǔ)藏期的干種子相關(guān)性狀（千粒重、種子長(zhǎng)和種子寬等）進(jìn)行了有重復(fù)的表型鑒定，利用豇豆全基因組上均勻分布的175對(duì)SSR分子標(biāo)記，進(jìn)行產(chǎn)量性狀與SSR標(biāo)記的亞群聚類和關(guān)聯(lián)分析?；诠┰嚥牧蟻?lái)源不同和SSR分子標(biāo)記的多態(tài)性、一個(gè)關(guān)聯(lián)位點(diǎn)的多個(gè)等位變異（多態(tài)性條帶）能對(duì)應(yīng)多少個(gè)表型性狀等的特異性，來(lái)篩選出優(yōu)異的等位變異，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 群體的選擇

試驗(yàn)所用的83份豇豆種質(zhì)材料均來(lái)自江漢大學(xué)湖北省豆類蔬菜植物工程技術(shù)研究中心，其性狀表型穩(wěn)定，基本情況見(jiàn)表1。分別在武漢市東西湖區(qū)柏泉農(nóng)場(chǎng)和武漢市蔡甸區(qū)永安街柏木村，連續(xù)進(jìn)行兩年三季（2012年秋季、2013年春季和秋季）田間試驗(yàn)，觀測(cè)記錄豇豆產(chǎn)量的相關(guān)性狀。所有樣品的春播為4月，秋播為7月，田間管理為常規(guī)方法。

1.2 表型性狀的測(cè)定與分析

試驗(yàn)測(cè)定了14個(gè)與豇豆產(chǎn)量相關(guān)的性狀，包括商品成熟莢性狀6個(gè)（鮮莢單莢長(zhǎng)、葉寬、鮮莢莢厚、鮮莢單莢重、首莢節(jié)位、單株結(jié)莢數(shù)）和干種子形態(tài)性狀8個(gè)（千粒重、種子面積、種子周長(zhǎng)、種子長(zhǎng)/寬、種子長(zhǎng)、種子寬、種子直徑、種子圓度），每個(gè)性狀的測(cè)定有3次生物學(xué)重復(fù)。商品成熟莢性狀的測(cè)定參照王佩芝等[13]的方法；干種子采用萬(wàn)深SC-E型種子外觀品質(zhì)檢測(cè)分析儀系統(tǒng)（杭州萬(wàn)深檢測(cè)科技有限公司）測(cè)量種子的形態(tài)性狀。此外，采用電子天平稱量干種子百粒重，然后換算為千粒重。將測(cè)定的性狀匯總后，錄入到Microsft Office Excel 2010軟件里，計(jì)算各性狀在品種內(nèi)和品種間的變異系數(shù)。

1.3 SSR分析

1.3.1 基因組總DNA提取 選取豇豆嫩葉，用改進(jìn)的CTAB法提取基因組總DNA[14]，于-20 ℃環(huán)境下保存?zhèn)溆谩２捎?.8%瓊脂糖凝膠電泳和紫外分光光度計(jì)測(cè)定DNA的質(zhì)量和濃度。

1.3.2 引物篩選 挑選豇豆全基因組分布的175 對(duì)SSR引物[11]，并委托上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成引物，篩選具備多態(tài)性SSR引物，用于供試樣品的擴(kuò)增分析。

1.3.3 PCR擴(kuò)增反應(yīng) PCR總體系為20 μL，其中包含20 ng DNA模板，引物10 pmol，4 nmol dNTPs，30 nmol MgCl2，0.5 U Taq DNA聚合酶（上海博彩生物科技有限公司），10×PCR Buffer，其余體積用ddH2O補(bǔ)齊。在Eppendorf Mastercycler gradient PCR擴(kuò)增儀（德國(guó)艾本德中國(guó)有限公司）上進(jìn)行PCR擴(kuò)增反應(yīng)，擴(kuò)增條件：94 ℃預(yù)變性5 min； 94 ℃變性30 s，50～60 ℃退火30 s，72 ℃延伸 40 s，35個(gè)循環(huán)；最后72 ℃延伸5 min。以100 bp DNA Ladder作為參照，記錄擴(kuò)增片段的大小；此外，按照0/1二進(jìn)制的方法，將有條帶的記作1，無(wú)條帶的記作0，錄入到Microsft Office Excel 2010中形成數(shù)據(jù)矩陣。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用STRUCTURE 2.3軟件（http：//pritchardlab.stanford.edu/structure.html）分析供試豇豆群體的遺傳結(jié)構(gòu)，基于數(shù)學(xué)模型劃分亞群，計(jì)算相應(yīng)的Q值。主要分析步驟為：采用Admixed model模式，K值（亞群數(shù)目）設(shè)為1～12，參數(shù)Iterations設(shè)為10 000，Burn in-period設(shè)為100 000。每個(gè)K值重復(fù)運(yùn)行5次，然后計(jì)算出每個(gè)K值對(duì)應(yīng)的后驗(yàn)概率lnP（D）值。通過(guò)分析ΔK值的變化規(guī)律，來(lái)判別合適的K值作為亞群數(shù)目[15]。運(yùn)用SPA Gedi1.2軟件計(jì)算83份豇豆種質(zhì)材料兩兩之間的親緣系數(shù)，進(jìn)行Kinship分析[16]。

SSR位點(diǎn)與豇豆產(chǎn)量性狀的關(guān)聯(lián)分析中，采用TASSEL 2.2軟件的MLM模型分別進(jìn)行多態(tài)性SSR位點(diǎn)與豇豆產(chǎn)量性狀的關(guān)聯(lián)分析[17]。主要步驟為：以Q值和Kinship系數(shù)矩陣作為協(xié)變量，綜合156對(duì)多態(tài)性豇豆SSR引物獲得的等位基因位點(diǎn)、亞群分類結(jié)果（依據(jù)K值）和表型數(shù)據(jù)，計(jì)算獲得每個(gè)位點(diǎn)的顯著性水平及其對(duì)表型變異的解釋率。以P-Maker值來(lái)衡量關(guān)聯(lián)標(biāo)記的顯著性，試驗(yàn)選擇的顯著水平為P<0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 表型性狀的遺傳變異分析

試驗(yàn)測(cè)定的豇豆鮮莢單莢長(zhǎng)、葉寬、鮮莢莢厚、鮮莢單莢重、首莢節(jié)位、單株結(jié)莢數(shù)以及千粒重、種子面積、種子周長(zhǎng)、種子長(zhǎng)/寬、種子長(zhǎng)、種子寬、種子直徑、種子圓度14個(gè)與豇豆產(chǎn)量相關(guān)的表型性狀變異統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可見(jiàn)，供試的83份豇豆種質(zhì)材料中14個(gè)產(chǎn)量相關(guān)性狀存在明顯的遺傳變異；其中變異程度最大的性狀為單株結(jié)莢數(shù)，其變異系數(shù)為79.98%，其次是鮮莢單莢重，其變異系數(shù)為71.74%，而干種子長(zhǎng)/寬的變異程度最小，變異系數(shù)僅為7.87%，就各個(gè)性狀而言，遺傳變異的差別十分明顯。在與鮮莢產(chǎn)量相關(guān)的6個(gè)性狀中，鮮莢單莢長(zhǎng)度的變異范圍為14.13～80.64 cm，平均為38.70 cm；葉寬的變異范圍為1.04～7.62 cm，平均在4.47 cm；鮮莢莢厚的變異范圍在0.58～1.32 cm，平均在0.73 cm；鮮莢單莢重的變異范圍在4.57～56.38 g，平均為17.04 g；首莢節(jié)位變異范圍在1～6節(jié)，平均首莢節(jié)位為2節(jié)；單株結(jié)莢數(shù)變異范圍在1～33個(gè)，平均結(jié)莢數(shù)約為11個(gè)。

在與干種子產(chǎn)量相關(guān)的8個(gè)性狀中，千粒重變異范圍在84.70～352.84 g，平均為144.73 g；干種子面積變異范圍在15.53～548.03 mm2，平均在215.51 mm2；干種子周長(zhǎng)變異范圍在9.39～57.89 mm，平均為33.92 mm；干種子長(zhǎng)/寬變異范圍為1.43 ～2.05，平均為1.73；干種子長(zhǎng)度變異范圍在3.46～19.69 mm，平均為11.29 mm；干種子寬度變異范圍在1.86～11.41 mm，平均為6.54 mm；干種子直徑變異范圍為2.66～15.55 mm，平均為8.93 mm；干種子圓度變異范圍在0.47～0.70，平均為0.56。

2.2 遺傳多樣性分析

試驗(yàn)從175 對(duì)豇豆基因組SSR引物中篩選出了156 對(duì)多態(tài)性引物，并用于83份豇豆種質(zhì)材料的擴(kuò)增分析，結(jié)果見(jiàn)表3。檢測(cè)結(jié)果表明，每對(duì)多態(tài)性引物中等位基因數(shù)為2～9個(gè)/SSR位點(diǎn)，平均為2.91個(gè)/SSR位點(diǎn)；觀察雜合度的變異范圍在0.00～1.00，平均觀察雜合度為0.09；期望雜合度的變異范圍在0.03～0.73，平均期望雜合度為0.33。據(jù)此可見(jiàn)，供試豇豆種質(zhì)材料的遺傳多樣性水平為中等偏低。

2.3 群體遺傳結(jié)構(gòu)和親緣關(guān)系聚類分析

83個(gè)豇豆種質(zhì)材料基于多態(tài)性SSR位點(diǎn)和數(shù)學(xué)模型的群體遺傳結(jié)構(gòu)K值分析結(jié)果見(jiàn)圖1。從圖1可見(jiàn)，采用STRUCTURE 2.3軟件建立的數(shù)學(xué)模型中，當(dāng)K=2時(shí)，其模型的后驗(yàn)概率lnP（D）最大，即符合Hardy-Weinberg平衡的亞群數(shù)為2。據(jù)此，可將83個(gè)豇豆種質(zhì)材料群體分為2個(gè)亞群，詳情見(jiàn)圖2。群體結(jié)構(gòu)的存在會(huì)影響LD，從而造成關(guān)聯(lián)分析結(jié)果的真實(shí)性和準(zhǔn)確性，因此，將各個(gè)品種的Q值作為協(xié)變量，加入SSR分子標(biāo)記與表型性狀的關(guān)聯(lián)分析中。

2.4 標(biāo)記與性狀的關(guān)聯(lián)分析

豇豆產(chǎn)量性狀與SSR分子標(biāo)記位點(diǎn)的關(guān)聯(lián)分析結(jié)果見(jiàn)表4，與產(chǎn)量性狀顯著關(guān)聯(lián)的10個(gè)豇豆基因組SSR標(biāo)記信息見(jiàn)表5，表4、表5中的連鎖圖數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[11]。從表4可見(jiàn)，10個(gè)SSR標(biāo)記位點(diǎn)與8個(gè)豇豆產(chǎn)量性狀相關(guān)聯(lián)，與商品成熟莢產(chǎn)量性狀（鮮莢單莢長(zhǎng)、葉寬、鮮莢單莢重、首莢節(jié)位、單株結(jié)莢數(shù)）相關(guān)的位點(diǎn)有8個(gè)，分布于連鎖群LG2（鮮莢單莢長(zhǎng)，標(biāo)記位點(diǎn)CLM0068；鮮莢單莢重，標(biāo)記位點(diǎn)CLM0347）、LG3（鮮莢單莢重，標(biāo)記位點(diǎn)CLM0614；單株結(jié)莢數(shù)，標(biāo)記位點(diǎn)CLM1182）、LG4（葉寬，標(biāo)記位點(diǎn)CLM0251；鮮莢單莢重，標(biāo)記位點(diǎn)CLM0251）、LG7（首莢節(jié)位，標(biāo)記位點(diǎn)CLM0445）、LG11（葉寬，標(biāo)記位點(diǎn)CLM0850）；與干種子形態(tài)（千粒重、種子寬、種子圓度）相關(guān)的位點(diǎn)3個(gè)，分布于LG3（千粒重，標(biāo)記位點(diǎn)CLM0022）、LG10（種子寬，標(biāo)記位點(diǎn)CLM0546；種子圓度，標(biāo)記位點(diǎn)CLM0589）。

這些與表型性狀相關(guān)聯(lián)的SSR位點(diǎn)在豇豆基因組上的分布不均衡。與豇豆鮮莢單莢長(zhǎng)度相關(guān)的位點(diǎn)1個(gè)，位于連鎖群LG2；與葉寬相關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)有2個(gè)，分別位于連鎖群LG4和LG11；與鮮莢單莢重相關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)有3個(gè)，分別位于連鎖群LG2、LG3和LG4；與首莢節(jié)位相關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)1個(gè)，位于連鎖群LG7；與單株結(jié)莢數(shù)相關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)1個(gè)，位于連鎖群LG3；與千粒重相關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)1個(gè)，位于連鎖群LG3；與種子寬相關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)1個(gè)，位于連鎖群LG10；與種子圓度相關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)1個(gè)，位于連鎖群LG10。這些標(biāo)記對(duì)關(guān)聯(lián)性狀的表型變異解釋率范圍為9%（CLM0022）～33%（CLM0347），解釋率越高說(shuō)明關(guān)聯(lián)程度越大；其中，以千粒重（9%）最低，鮮莢單莢重最高（33%）。

3 小結(jié)與討論

近年來(lái)，在DNA分子水平上對(duì)豇豆的研究越來(lái)越受到關(guān)注[18]。盡管如此，與其他豆科農(nóng)作物相比較，豇豆的分子水平研究基礎(chǔ)與應(yīng)用研究還十分滯后[19]。比如，豆科中的百脈根（Lotus corniculatus L. var. japonicus Regel）、大豆[Glycine max（L.）Merr.]、蒺藜苜蓿（Medicago truncatula Gaertn.）、木豆[Cajanus cajan（L.）Millsp.]、鷹嘴豆（Cicer arietinum L.）、菜豆（Phaseolus vulgaris L.）、綠豆[Vigna radiata（L.）Wilczek]和紅小豆[V. angularis（Willd.）Ohwi et Ohashi]等均已完成全基因組測(cè)序，為豆科植物深入研究基因組結(jié)構(gòu)、發(fā)掘功能基因和分子輔助育種等研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。豇豆中尚未開(kāi)展基因組測(cè)序，因此，篩選豇豆基因組上多態(tài)性DNA分子標(biāo)記技術(shù)、探究表型性狀與分子標(biāo)記的關(guān)聯(lián)性、發(fā)掘與性狀顯著關(guān)聯(lián)的分子標(biāo)記、揭示關(guān)聯(lián)位點(diǎn)的等位變異等，將為豇豆的分子育種和遺傳改良提供分子水平依據(jù)。

試驗(yàn)從83個(gè)豇豆種質(zhì)材料中共篩選出豇豆全基因組分布的156個(gè)多態(tài)性SSR標(biāo)記，揭示了供試豇豆群體具有中等偏下的遺傳多樣性水平。而且對(duì)豇豆種質(zhì)材料進(jìn)行群體遺傳結(jié)構(gòu)分析后，發(fā)現(xiàn)其中存在一定的遺傳分化，可將83個(gè)豇豆種質(zhì)材料劃分為2個(gè)亞群結(jié)構(gòu)，推測(cè)可能是由于所選樣品多為人工選育的后果，在長(zhǎng)期的人工選擇作用下，豇豆出現(xiàn)了遺傳分化、各種質(zhì)材料的遺傳背景趨于狹窄、遺傳多樣性偏低造成的。因此，加大力度開(kāi)展豇豆種質(zhì)資源及其野生資源的收集，充實(shí)和豐富豇豆基因庫(kù)資源，是今后豇豆種質(zhì)資源與遺傳育種研究所需要努力的重點(diǎn)方向。

豇豆的產(chǎn)量性狀是一類復(fù)雜的數(shù)量性狀，容易受到環(huán)境影響。因此試驗(yàn)選取不同地點(diǎn)進(jìn)行田間種植，進(jìn)行了連續(xù)兩年三季的觀測(cè)。分析發(fā)現(xiàn)，單株結(jié)莢數(shù)（變異系數(shù)79.98%）和鮮莢單莢重（變異系數(shù)71.74%）受環(huán)境影響相對(duì)比較大，而干種子長(zhǎng)/寬（變異系數(shù)7.69%）則受環(huán)境影響相對(duì)較小。由此可見(jiàn)，在開(kāi)展豇豆產(chǎn)量性狀的分子輔助育種中，要考慮地區(qū)生態(tài)環(huán)境的差異對(duì)單株結(jié)莢數(shù)和鮮莢單莢重等產(chǎn)量性狀的影響，借鑒當(dāng)?shù)丨h(huán)境下的豇豆產(chǎn)量性狀相關(guān)基因或者QTL位點(diǎn)，對(duì)于育種而言是十分重要的。

目前，科技工作者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一批豇豆產(chǎn)量相關(guān)性狀的QTL位點(diǎn)，包括豇豆子粒大小和鮮豆莢大小[20]、莢長(zhǎng)[12]、始花期、始花節(jié)位、單株結(jié)莢數(shù)[21]、盛花時(shí)間[22]等相關(guān)QTL位點(diǎn)。但由于遺傳背景、構(gòu)圖群體和生長(zhǎng)環(huán)境的差異影響，只能反映出少量雜交組合中產(chǎn)量相關(guān)性狀的遺傳信息，局限性還比較明顯。

與上述研究結(jié)果不同，本試驗(yàn)在豇豆群體水平上，通過(guò)SSR分子標(biāo)記與豇豆產(chǎn)量相關(guān)性狀的關(guān)聯(lián)分析，發(fā)掘出一批與產(chǎn)量性狀顯著關(guān)聯(lián)的SSR標(biāo)記位點(diǎn)，揭示了豇豆基因組中產(chǎn)量性狀的遺傳位點(diǎn)分布特點(diǎn)。這些與表型性狀關(guān)聯(lián)的SSR標(biāo)記在豇豆基因組上的分布不均，主要分布在連鎖群LG2、LG3、LG4、LG7、LG11上，其SSR分子標(biāo)記對(duì)關(guān)聯(lián)性狀的表型變異解釋率范圍在9%～33%，解釋率越高說(shuō)明關(guān)聯(lián)程度越大；其中，千粒重的解釋率最低（9%），鮮莢單莢重的解釋率最高（33%）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，同一個(gè)性狀有多個(gè)SSR標(biāo)記與之相關(guān)聯(lián)，包括葉寬有2個(gè)SSR標(biāo)記與之關(guān)聯(lián)（標(biāo)記位點(diǎn)CLM0251和CLM0850），鮮莢單莢重有3個(gè)SSR標(biāo)記與之關(guān)聯(lián)（標(biāo)記位點(diǎn)CLM0347、CLM0251、CLM0614）；同一個(gè)標(biāo)記也可有多個(gè)性狀相關(guān)聯(lián)，例如，標(biāo)記位點(diǎn)CLM0251與葉寬、鮮莢單莢重均有關(guān)聯(lián)。這可能是性狀相關(guān)基因多效應(yīng)的遺傳基礎(chǔ)。

總之，試驗(yàn)采用SSR分子標(biāo)記在豇豆中開(kāi)展了全基因組關(guān)聯(lián)分析研究，發(fā)掘出一批與豇豆產(chǎn)量性狀關(guān)聯(lián)的SSR分子標(biāo)記，這將為在豇豆育種中開(kāi)展關(guān)聯(lián)分析與分子標(biāo)記輔助育種等研究提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1] THORNSBERRY J M， GOODMAN M M， DOEBLEY J， et al. Dwarf 8 polymorphisms associate with variation in flowering time[J]. Nature Genetics， 2001， 28： 286-289.

[2] FLINT-GARCIA S A， THORNSBERRY J M， BUCKLER E S. Structure of linkage disequilibrium in plants [J]. Annual Review of Plant Biology， 2003， 54： 357-374.

[3] YU J， PRESSOIR G， BRIGGS W H， et al. A unified mixed-model method for association mapping that accounts for multiple levels of relatedness [J]. Nature Genetics， 2006， 38： 203-208.

[4] XU P， WU X H， WANG B G， et al. Genome wide linkage disequilibrium in Chinese asparagus bean （Vigna unguiculata ssp. sesquipedialis） germplasm implications for domestication history and genome wide association studies [J]. Heredity， 2012， 109： 34-40.

[5] ROSTOKS N， RAMSAY L， MACKENZIE K，et al. Recent history of artificial outcrossing facilitates whole-genome association mapping in elite inbred crop varieties [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences USA，2006，103：18656-18661.

[6] IWATA A， GREENLAND C M， JACKSON S A. Cytogenetics of legumes in the phaseoloid clade [J].The Plant Genome，2013，6（3）：1-8.

[7] MEN？魪NDEZ C M， HALL A E， GEPTS P. A genetic linkage map of cowpea （Vigna unguiculata） developed from a cross between two inbred， domesticated lines [J]. Theoretical and Applied Genetics， 1997， 95（8）： 1210-1217.

[8] OU？魪DRAOGO J T， GOWDA B S， JEAN M， et al. An improved genetic linkage map for cowpea （Vigna unguiculata L.） combining AFLP， RFLP， RAPD， biochemical markers， and biological resistance traits [J].Genome，2002，45：175-188.

[9] MUCHERO W，DIOP N N， BHAT P R，et al. A consensus genetic map of cowpea [Vigna unguiculata （L） Walp.] and synteny based on EST-derived SNPs [J].P Natl Acad Sci USA，2009， 106： 18159-18164.

[10] LUCAS M R， DIOP N N，WANAMAKER S，et al.Cowpea-soybean synteny clarified through an improved genetic map[J].Plant Genome，2011，4：218-225.

[11] XU P， WU X H，WANG B G，et al. A SNP and SSR based genetic map of asparagus bean （Vigna unguiculata ssp. sesquipedialis） and comparison with the broader species [J]. Plos One，2011-01-06， DOI：10.1371/journal.pone.0015952.

[12] KONGJAIMUN A， KAGA A， TOMOOKA N， et al. An SSR-based linkage map of yardlong bean [Vigna unguiculata （L.） Walp. subsp. unguiculata cv. Sesquipedalis group] and QTL analysis of pod length[J].Genome，2012b，55： 81-92.

[13] 王佩芝，李錫香.豇豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2005.27-33.

[14] 潘 磊，鄭 鵬，徐 杰，等.磁珠富集制備蓮藕基因組的微衛(wèi)星分子標(biāo)記[J].中國(guó)蔬菜，2007（S）：7-13.

[15] EVANNO G， REGNAUT S， GOUDET J. Detecting the number of clusters of individuals using the software STRUCTURE： A simulation study [J]. Molecular Ecology， 2005， 14（8）： 2611-2620.

[16] HARDY O J，VEKEMANS X. SPAGeDi：A versatile computer program to analyse spatial genetic structure at the individual or population levels[J].Molecular Ecology Notes，2002，2： 618-620.

[17] BRADBURY P J， ZHANG Z， KROON D E， et al. TASSEL： Software for association mapping of complex traits in diverse samples[J].Bioinformatics，2007，23： 2633-2635.

[18] TOMOOKA N，NAITO K， KAGA A，et al.Evolution，domestication and neo-domestication of the genus Vigna[J].Plant Genetic Resources，2014， 12（S1）： 168-171.

[19] BOHRA A，PANDEY M K， JHA U C，et al. Genomics-assisted breeding in four major pulse crops of developing countries： Present status and prospects[J].Theoretical and Applied Genetics，2014，127（6）：1263-1291.

[20] KONGJAIMUN A，KAGA A，TOMOOKA N，et al. The genetics of domestication of yardlong bean，Vigna unguiculata （L.） Walp. ssp. unguiculata cv. Sesquipedalis [J].Annals of Botany，2012a，109：1185-1200.

[21] XU P，WU X H，WANG B G，et al. QTL mapping and epistatic interaction analysis in asparagus bean for several characterized and novel horticulturally important traits [J]. BMC Genetics，2013，14（4）：1-10.

[22] ANDARGIE M，PASQUET R S，MULUVI G M，et al. Quantitative trait loci analysis of flowering time related traits identified in recombinant inbred lines of cowpea （Vigna unguiculata） [J].Genome，2013，56：289-294.