大豆含硫氨基酸含量的QTL分析开题报告

1. 研究目的与意义

大豆原产于我国，自古以来我国人民就不断地从事大豆的种植、加工、利用。大豆还是当今世界上最重要的植物蛋白、动物营养以及食用植物油的来源，在世界作物生产中占有重要之地。现代科学表明，大豆是一种重要的植物蛋白质来源，其氨基酸组成与牛奶十分相近，是一种较为完全的蛋白质^[1]。但大豆蛋白中含硫氨基酸含量较低，仅为鸡蛋的一半。鸡蛋蛋白质是联合国粮农组织指定标准的营养参考蛋白，按照这个标准计算，其含硫氨基酸为总蛋白含量的3.5%^[2]。我国是豆制品消费大国，人均豆制品消费量不断增加。为了满足营养需求，提高含硫氨基酸组分已成为大豆品质改良的首要问题之一。此外，随着科技的发展，食品加工业、饲料加工业、大豆蛋白质工业、畜牧业、以及以大豆的各种生物活性物质为开发对象的医药和保健品行业渐渐兴起。近年来，大豆深加工不断发展，适应不同用途的大豆制品已经问世，如大豆蛋白、饮料、饲料以及各种食品，使大豆的价值已成倍、上百倍的增长，大豆深加工制品渗透到人们生活的方方面面。原料大豆的需求逐渐由混合型转为高油或高蛋白专用型，研究大豆蛋白中氨基酸的构成及遗传，对优化其必须氨基酸的构成、提高大豆的附加值而更好地适应未来市场需求有着重要意义。因此，在科学技术高度发展、全民步入小康社会的今天，在满足人们营养需求、满足各类大型大豆加工工业及食品工业企业的需求方面，研究大豆氨基酸含量及构成的遗传亦成为一个重要课题。

在早期，我国研究者对大豆氨基酸含量研究的关注点主要集中在大豆中氨基酸组成、不同种氨基酸之间相关性分析以及组分间通径分析研究上^[3-7]。直到2006年，panthee等^[8-9]利用n87-984-16tn93-99构建的重组自交系群体，首次检测了大豆中半胱氨酸和甲硫氨酸以及两种氨基酸之间相关的qtl位点。其中检测到半胱氨酸相关qtl共计4个，蛋氨酸相关qtl共计3个。此后，相关研究进一步深入。2011年，carlson等^[10]利用nc-royprolina和nc-roync-106构建的2个f_2:4家系，通过复合区间作图法定位了21个控制含硫氨基酸的qtl。warrington等^[11]则利用benningdanbaekkong构建的重组自交系群体为材料，采用单因素方差分析和复合区间作图法定位到定位到赖氨酸、苏氨酸等相关氨基酸qtl，共计11个。2013年，benjamin 等^［12］以 essexwilliams 82群体的f_{5: 9}代282份重组自交家系为材料，利用snp标记构建高密度遗传连锁图谱，采用复合区间作图法检测到天冬氨酸、丙氨酸、精氨酸等17种氨基酸含量相关qtl共41个。2015年，陈强等^[13]以冀豆12黑豆 构建的包含186个家系的f₈代重组自交系群体为材料，分别采用性状-标记间单向方差分析,复合区间作图法和完备区间作图法检测到谷氨酸、精氨酸、丝氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、天冬氨酸和赖氨酸含量相关的14个qtl。

纵观前人研究，我们可以发现，前人研究关注点多集中在大豆氨基酸总体含量定位上，很少有人将关注点集中在于大豆含硫氨基酸相关qtl定位上。除此之外，虽有研究者在研究中涉及大豆含硫氨基酸，但其研究结果对相关qtl定位结果并不一致。

2. 研究内容和预期目标

1.1 研究目标

对大豆含硫氨基酸含量的相关qtl进行定位、分析

1.2 研究内容

3. 研究的方法与步骤

2.1 研究方法

本试验以科丰1号与南农1138-2为亲本衍生出的184个家系构成的重组自交系群体为主要试验材料,利用近红外仪器bruker vector 22/n 收集光谱数据，通过已建立的近红外模型对大豆籽粒中甲硫氨酸、胱氨酸、甲硫氨酸及胱氨酸两者含量总和及蛋白含量进行测定，并利用实验室已有的ssr标记建立相关连锁图谱，进而对大豆中含硫氨基酸进行qtl定位分析。

2.2 技术路线

4. 参考文献

3. 特色或创新之处

与前人研究相比，本研究关注点集中于大豆含硫氨基酸QTL定位。除此之外，本研究利用近红外仪器Bruker Vector 22/N，可以定量分析实验材料。成分定量需要一个待测成分已知的标准样品集(简称标样集)，根据标样集中样品的近红外光谱，运用化学计量学方法建立光谱特征值(如吸光度)与待测成分之间的数学关系(简称数学模型)。当测定未知样品时（试验待测样品），只需测定该样品的近红外光谱，然后用已建好的数学模型预测出待测成分的含量。与常规的光谱定量分析不同之处是，近红外光谱分析时所用样品可以不经预处理，通过求解光谱矩阵与待测成分的浓度矩阵来建立数学模型进行定量。通过与仪器配套的软件及模型进行误差消除，可以做到快速、准确地测定大豆中相关氨基酸含量，使试验结果更为可靠。

5. 计划与进度安排

4.研究计划及预期进展

2022.6 在江浦农场种植试验材料

2022.7-2022.11 相关文献的搜集、阅读，撰写文献综述