利用多亲本回交导入系育种群体进行大豆油份和蛋白质含量的QTL分析

以育种实践过程中获得的大豆高油和高蛋白质含量的多亲本回交导入系育种群体为研究材料，利用高密度SSR分子标记进行全基因组扫描获取不同导入系的基因型数据。根据特定位点基因型数据在群体中出现的频率与理论频率差异的显著程度判断是否存在大豆油份和蛋白质含量的QTL位点，从而对控制这两个重要农艺性状的遗传本质进行精细解析，并利用育种过程获取的其他育种材料进行验证，以期证明将本项目的QTL定位结果用于大豆分子育种的可行性。本研究不仅有助于深入了解控制大豆油份和蛋白质含量的遗传本质，为大豆分子设计育种奠定基础，同时也为解决科学理论研究与育种实践相脱节的问题提供参考。

大豆是人类主要的食用油和蛋白质及动物饲料蛋白质来源。油分和蛋白质含量是大豆最重要的两个品质性状，解析这两个性状的遗传基础具有重要的理论和现实意义。利用育种群体解析这两个性状的数量性状位点（QTLs），则有望促进理论研究和育种实践的紧密结合。本研究以在育种实践过程中获得的多个亲本的大豆油分和蛋白质含量定向选择回交导入系群体为研究材料，对大豆油分含量和蛋白质含量的遗传基础进行了解析。根据多年的表型鉴定结果，筛选出绥农20、东农163和元豆3个供体亲本的回交导入系组成了油分含量QTL的定位群体Pop1、Pop2和Pop3；绥农14、东农46、红丰11和茶秣食豆4个供体亲本的回交导入系作为蛋白质含量QTL的定位群体Pop4、Pop5、Pop6和Pop7。利用平均每个群体238.4个多态性标记，对回交导入系群体进行基因分型。通过检测供体亲本等位基因频率，共定位了62个油分含量QTLs，115个蛋白质含量QTLs。14.51%的油分含量QTLs和32.17%的蛋白质含量QTLs能在不同群体内被重复检测到，表明这些QTLs具有较高的可靠性。其中43.28%油分含量QTLs和52.17%的蛋白质含量QTLs与已报道的相同，表明了该定位方法的可行性。在本研究检测到的新位点中，有3个油分含量QTLs和10个蛋白质含量QTLs能被不同群体重复检测到，这些新位点为进一步开发具有自主知识产权的分子标记和基因克隆奠定了基础。油分含量QTLs的平均遗传距离区间为21.95~24.93cM，平均物理距离范围为7.47Mb~11.47Mb；蛋白质含量QTLs的平均遗传距离区间为15.26~17.79cM，平均物理距离为5.97Mb~7.35Mb。部分QTLs的物理距离<500kb，根据基因组注释信息和比较基因组学信息，并经关联分析和基因表达分析初步验证，确定了1个油分QTL和3个蛋白质QTLs的候选基因。根据不同群体间QTL位点的共享情况和所需聚合QTL位点数量的多少，设计了（Pop1×Pop3）×Pop2和（Pop5×Pop7）×Pop4育种杂交方案，分别用于提高大豆油分和蛋白质含量的聚合育种。