摘要
大豆[Glycinemax（L.）Merrill]是世界重要的粮食作物和经济作物，含有丰富的蛋白质、油脂、异黄酮和低聚糖等营养物质，在国民生活的食用、饲用和工业用途中都具有极大的需求。目前，我国的大豆生产供需不平衡，进口量常年在1亿吨左右，自给率不足15%，对外依存度畸高、产业风险大。在人多地少的基本国情和国内外市场环境均不利于我国大豆生产发展的严峻形势下，突破我国大豆产业困局的最主要途径是大幅度提高单产。其中，培育抗病抗虫大豆新品种，降低病虫害的外在减产效应，是提高的大豆单产的重要途径之一。 实验室前期从众多大豆种质资源中，筛选鉴定一个野生大豆资源ED059，对棉铃虫具有极高的抗性。本研究以栽培大豆品种天隆二号（TL2）和野生大豆ED059杂交组合的F6∶7重组自交系群体为实验材料，采用室内棉铃虫抗性鉴定方法，利用BSA-seq测序分析，得到与棉铃虫抗性相关的SNP和InDel变异位点，通过变异关联分析，确定大豆对棉铃虫抗性相关的QTL区间；开发多态性分子标记，结合分子标记对群体材料基因型分型和材料抗虫表型结果，精细定位野生大豆ED059的主效QTL区间，并筛选预测大豆抗棉铃虫性状相关候选基因，为未来大豆抗棉铃虫分子机制研究提供理论基础。同时利用精细定位区间内与抗虫紧密连锁的分子标记建立并验证了大豆对棉铃虫抗性性状分子标记辅助选择体系，为今后筛选大豆抗棉铃虫种质资源和大豆抗虫育种提供有效工具。研究得出的主要结果如下： 1、抗虫主效QTL定位：通过利用两个亲本和极端表型材料构建的DNA混合物，进行BSA-seq测序分析，检测SNP和InDel变异，根据关联分析结果，初步将大豆抗棉铃虫QTL位点定位在第5号和第12号染色体上。对第5号染色体定位区间内的10个基因进行功能注释分析后未发现与植物防御功能相关的基因，因此将抗棉铃虫QTL初步定位区间锁定在第12号染色体，大小为4.33Mb的候选区间，共包含482个候选基因。 2、筛选抗虫候选基因：在第12号染色体的候选区间内，设计3对SNP标记和9对Indel标记，将候选区间缩小到1Mb，该候选区间内共包含90个基因。利用生物信息学分析结果表明，只有4个候选基因与植物抗生物胁迫相关。qRT-PCR结果表明，Glyma.12G070300和Glyma.12G073100在棉铃虫诱导后的表达在两亲本之间无显著性差异；另外两个基因（Glyma.12G068100和Glyma.12G072500）在棉铃虫诱导48h后的表达量，在两个亲本间存在显著差异。因此推测Glyma.12G068100和Glyma.12G072500为野生大豆ED059抗棉铃虫候选基因。 3、抗虫分子标记的开发：筛选得到两个与大豆抗棉铃虫性状紧密关联的Indel标记M4(Chr12_5593768)和M12(Chr12_5248017)。利用M4和M12对18份大豆资源材料进行基因型分型检测，并对这18份材料进行抗棉铃虫表型鉴定，结果显示这18份材料对棉铃虫抗性性状的基因型和表型完全一致，表明M4和M12标记可用于大豆抗棉铃虫分子标记辅助选择育种。
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