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适时开花和成熟对于大豆来说是重要的生态和农艺性状,这决定了在不同环境下大豆的适应性、生长发育、品质及产量等。自然变异是进化的主要来源,它决定了一个物种的适应潜力。多数自然变异呈现数量性状,由多个位点和基因的分子遗传多样性决定。在光周期调控的开花和发育过程中,BBX基因家族成员CONSTANS(CO)是中心调控基因,引发可移动成花素FT基因的表达,进而使得作物进入开花阶段。在大豆中,CONSTANS-LIKE基因不仅在开花阶段起作用,在其他重要生理过程中也发挥了重要作用。然而,COL家族基因的自然变异与大豆开花和成熟的关系尚不明确。本研究中,选取来自14个生育期组(MG0000-MGX)的128个大豆品种作为试验材料。材料种植于中国北京的自然光照条件下,并对各生育时期-出苗期(VE)、初花期(R1)和完熟期(R8)进行调查。供试大豆品种的开花期和成熟期具有显著差异。根据基因型和生长发育结构,供试品种分为3组MG0000-MG0,MGI-MGV和MGVI-MGX。在开花期(VE-R1)方面,生育期组MG0000,MGIX+X和MGVII的大豆品种开花期差异十分显著;成熟期(VE-R7)方面,除了MG00组外其他品种成熟期均差异显著。本研究中,82个大豆品种用于鉴定其生长习性,即无限生长习性和有限生长习性,其中58个品种为无限生长习性,24个品种为有限生长习性。这将有助于北美和中俄大豆重要性状的鉴定,对未来大豆育种工作具有一定推动作用。在COL家族的28个基因中,21个基因被克隆进行测序,并分析基因序列的多态性。结果显示,所选大豆品种各生育时期及COL基因序列均呈现丰富的多样性,并且生育期组MGIMGV大豆品种的开花和成熟时间具有明显的相关性。8个基因(GmCOL1/3/4/8/13/15/16/19)的显性基因型与早花和早熟呈现明显相关性,11个基因(GmCOL2/5/6/14/20/22/23/24/25/26/28)与开花和成熟无明显相关。某些基因中隐性基因型呈现早花,但GmCOL9和GmCOL1却相反。在21个COL基因中,一些自然变异与开花和成熟相关,可能涉及大豆在不同环境下的适应性。基因型鉴定和生育期预测信息在品种筛选中会提高育种效率。就整个基因区域而言,GmCOL1和GmCOL3是高度保守的。其余19个基因均存在一些SNP和Indel导致的遗传变异。另外,一些基因存在较强的连锁不平衡。19个Gm COL基因存在一些点突变,这些突变导致所编码蛋白质结构变化、部分或全部缺失。为进一步确定这些基因在开花和成熟中的作用,需从转录水平确定自然变异,并进行转基因功能验证。基因单倍型分析结果显示,单倍型GmCOL5-Hap2、GmCOL13-Hap2/3、GmCOL28-Hap2与开花和成熟密切相关。21个COL基因存在一些自然变异,这可能与大豆对不同环境的适应性以及开花和成熟的多样性相关。本研究将有助于探索GmCOL基因家族和重要表型性状(DTF,DTM,PH)的关系,为大豆生育性状的分子设计育种提供理论基础。