大豆是世界上的主要油料作物之一,在工业和食品上有多种用途。豆油中的脂肪酸组分含量决定豆油的质量。大豆油脂性状的育种是大豆品质育种的重要目标之一研究大豆油脂及其组分含量的生态分布及遗传变异特点、定位与油脂性状密切相关的基因,对于大豆油脂育种具有重要的意义。本研究首先对中国野生大豆、地方品种和育成品种共1417份材料的生态分布特点和遗传变异情况进行了研究,筛选了一些特异材料。利用NJRIKY群体,在三年重复试验的基础上,通过多种定位方法对油脂性状相关的加性和上位性QTL进行了定位。此外,利用108对SSR标记对来自我国不同生态区的野生大豆、地方品种和育成品种各165、364和178份资源进行油脂相关性状的关联分析,探讨优良材料的等位变异构成。主要结果如下：1我国大豆种质资源油脂及其脂肪酸组分含量遗传变异特点(1)从全国范围看,育成品种和地方品种油脂含量平均18.98%和17.55%,比野生种油脂含量12.02%有大幅度提高,接近7个百分点。变异系数从野生大豆、地方品种到育成品种则逐步降低。野生大豆油酸平均含量14.92%,地方品种油酸平均含量22.26%,育成品种油酸平均含量26.43%,从野生种到育成品种,油酸平均含量逐步升高,而变异系数也是逐步升高的。野生大豆亚油酸平均含量55.90%,高于地方品种54.44%和育成品种51.52%,而变异系数低于地方品种和育成品种。野生大豆亚麻酸平均含量13.21%,高于地方品种的8.59%和育成品种的7.31%,变异系数也高于地方品种和育成品种。随着人工选择的进行,油脂和油酸含量从野生大豆到地方品种和育成品种逐步升高,亚油酸和亚麻酸含量从野生大豆到地方品种和育成品种逐步降低。饱和脂肪酸的平均含量和变异系数在三种资源中差别不大。(2)油脂含量在野生大豆、地方品种和育成品种中六个生态区中变幅和平均数分别为：I生态区7.51-20.68(11.28),11.54-24.89(19.33)和16.74-22.80(20.20)；Ⅱ生态区8.74-19.26(12.99),12.87-22.85(18.29)和14.24-24.34(19.93)；IⅡ生态区9.70-18.43(12.71),12.73-23.65(17.70)和16.13-20.97(18.84)；IV生态区7.62-18.67(11.85),12.96-22.78(16.66)和16.06-21.05(18.53)；V生态区9.01-15.25(11.27),13.94-20.59(16.72)和16.90-22.03(19.05)；Ⅵ生态区12.81-22.40(16.57)和15.85-19.14(17.32)(第Ⅵ区无野生大豆),这表明同一类资源区域间平均油脂含量有一定差异,但是区域内存在更丰富的变异。油酸、亚油酸和亚麻酸含量区域间和区域内与油脂变化类似。棕榈酸含量在野生大豆、地方品种和育成品种中六个生态区中变幅和平均数分别为：Ⅰ生态区11.47-15.01(13.02),9.30-12.95(11.35)和9.53-12.93(11.20)；Ⅱ生态区11.14-14.46(12.57),9.18-13.21(11.44)和9.68-13.66(11.31)；Ⅲ生态区10.66-14.41(12.54),7.94-16.22(11.04)和9.56-12.40(11.01)；Ⅳ生态区9.47-14.67(12.05),8.93-13.42(10.98)和9.08-12.96(10.94)；Ⅴ生态区11.87-13.79(12.81),9.82-12.49(11.34)和10.19-12.08(11.20)；Ⅵ生态区9.50-12.58(11.24)和11.56-12.76(12.17)。这表明同一类资源区域间棕榈酸含量差别较小,但是区域内存在丰富的变异。硬脂酸含量的变化与棕榈酸类似。油脂与脂肪酸组分含量与地理纬度的相关分析表明,野生大豆中只有棕榈酸和硬脂酸与纬度存在极显著的正相关(r=0.34和0.22)。地方品种中的油脂、油酸和棕榈酸与纬度存在极显著的正相关(r=0.44、0.31和0.12)；亚油酸和亚麻酸与纬度存在极显著的负相关(r=-0.25和-0.43)。育成品种中油脂、亚油酸、硬脂酸和亚麻酸与纬度存在极显著和显著的正相关(r=0.46、0.25、0.38和0.12)；油酸与纬度存在极显著负相关(r=-0.26)。这表明,油脂性状含量可能与地理纬度本来并没有相关性,长期的人工选择形成了油脂性状与地理纬度的相关性,印证了郑永战等(2006)的结论。同时,本研究发现在育成品种和地方品种中,不饱和脂肪酸含量和纬度存在相反的相关性。(3)在刘顺湖(2008)筛选油脂特异材料和郑永战(2006)筛选油脂和脂肪酸组分特异材料的基础上,以油脂>23%；油酸>40%；亚油酸>60%；亚麻酸<5%为标准,又筛选出一批特异种质。如新筛选到的油脂含量较高的N9119.1、N25301和N24192,油脂含量均在23%以上。油酸含量较高的N25450(48.28%),以及兼具高油酸(45.01%)和低亚麻酸(4.85%)的N23839,这些材料可以应用于育种实际中。2 NJRIKY群体中油脂和脂肪酸组分含量加性和上位性QTL的检测(4)NJRIKY群体各性状存在大幅度超亲分离,亲本间位点互补。利用QTLNetwork结合WinQTLCart2.5和QTLIciMapping2.0软件共检测到27个和18对控制各油脂性状的加性和互作QTL。以试验的遗传方差扣除加性和上位性方差后的剩余部分归为未定位到的微效基因的方差,其中油脂含量加性、互作QTL和未定位到QTL的微效基因累计贡献值分别为15.63%(3个)、10.79%(2对)和49.99%,油脂性状的遗传变异中约有二分之一为未检测到的微效基因的变异。油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈酸和硬脂酸含量的加性QTL累计贡献值分别为10.35%(3)、11.70%(3)、28.54%(7)、27.00%(6)和29.61%(6)。互作QTL累计贡献值分别为10.23%(3)、8.50%(2)、7.54%(3)、16.59%(7)和4.31%(1)。未定位到的QTL累计贡献值61.63%、56.05%、53.15%、48.86%和54.95%,说明未定位到的微效基因的变异占一半以上。亚油酸还检测到了与环境互作的2个QTL,累计贡献值为5.45%。油脂、油酸、亚油酸和棕榈酸含量的加性和互作QTL均占相近的比重,说明上位性有重要作用。各个性状有相当大部分为未定位的微效QTL。有一些贡献率10%以上的QTL,但不多。对这种遗传组成性状的育种要考虑在常规方法聚合微效QTL基础上,结合标记辅助方法聚合主要QTL。3栽培和野生大豆资源油脂性状关联分析研究(5)707份资源总的群体结构分析表明,所有资源分为三个亚群,与大豆资源的三个分类相符合。三种资源的连锁不平衡分析表明,野生大豆中连锁不平衡位点较少(占17.32%),但是连锁不平衡较高(D、值在0.5-0.8的位点占10.91%,D、平均值0.40)。育成品种中连锁不平衡位点较多(占32.64%),但是连锁不平衡程度较低(D、值在0.5-0.8的位点占2.86%,D、平均值0.33)。地方品种中连锁不平衡位点较少(占16.15%),但是连锁平衡程度与育成品种类似(D、值在0.5-0.8的位点占1.18%,D、平均值0.31)。对总群体的关联分析结果表明,六个性状共检测到38个位点,累计关联次数46个(次)。油脂、油酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈酸和硬脂酸六个性状关联位点数分别为：7、8、6、13、5和7个。六个性状中已发表家系连锁作图QTL位置在±5cM的位点数分别为：4、1、1、2、0、2,累计10个。一个位点与多个性状关联的情况较多,比较突出的是油酸和亚油酸含量的关联位点有6个相同,这可能是表型相关的遗传基础。(6)对各个关联位点的增效和减效效应进行解析,各个关联位点含6～47个不等的等位变异,同时与油脂、油酸和亚麻酸含量关联的位点gmes3058a含最少等位变异6个,与亚麻酸含量关联的位点Satt277含最多等位变异47个。油脂含量关联的7个位点中,每个位点含6～36个等位变异,其中最大减效效应变化范围为-4.98%～-8.95%,最大增效效应变化范围为+2.98～+5.53%(Satt311-202);油酸含量关联的8个位点中,每个位点6-40个等位变异,其中最大减效效应变化范围为-4.52%～-9.25%,最大增效效应的变化范围为+6.42%～+15.05%(Sat 289-384)；亚油酸含量关联的6个位点中,每个位点含16～-40个等位变异,其中最大减效效应变化范围为-4.73%～10.54%；最大增效效应变化范围为+2.03%～+6.58%(Sat 299-404)；亚麻酸含量关联的13个位点中,每个位点含6-47个等位变异,其中最大减效效应变化范围为-2.27%～-3.21%(Satt509-264),最大增效效应变化范围为+2.05%～+6.65%；棕榈酸含量关联的5个位点中,每个位点含8-38个等位变异,其中最大减效效应变化范围为-0.33%～-1.33%(Sat 337-317),最大增效效应变化范围为+1.11%-+1.99%；硬脂酸含量关联的7个位点中,每个位点含7-31个等位变异,其中最大减效效应变化范围为-0.23%～0.96%(Sct 190-245),最大增效效应变化范围为0.07%～1.01%。(7)野生大豆、地方品种和育成品种中等位变异总数分别为1223、1112和638个,每个位点等位变异平均个数为11.3、10.3和5.9,说明从野生大豆到育成品种遗传多样性在逐渐降低。对油脂、油酸、亚油酸和亚麻酸含量关联位点的优异等位变异进行进一步分析,结果表明,与油脂相关的7个位点在野生大豆、地方品种和育成品种中共有100、79和39个等位变异,其中增效等位变异累积次数为93、2010和1211个(次),单份材料平均增效等位变异数分别为0.6、5.5和6.8,而油脂含量从野生大豆到育成品种是逐渐升高的,说明增效等位变异对油脂含的升高具有至关重要的作用。对野生大豆、地方品种和育成品种各10份优良材料分析表明,三种资源中累计含有1、34和55个优异等位变异,说明优异等位变异对于油脂含量的提高具有重要的作用。油酸、亚油酸和亚麻酸等位变异的分布与变化与油脂类似(8)对油脂、油酸和亚麻酸3个重要性状的优异等位变异在黄淮和南方育成品种五个系谱家族中的分布情况进行研究,结果发现,3个性状在58-161、徐豆1号、齐黄1号、南农1138-2和南农493-1五个家族共同的优异等位变异分别为gmes3041-278、gmes3058a-265、gmes3058a-265。各个材料中都含有目标性状的优异等位变异,单份材料含有油脂、油酸和亚麻酸含量优异等位变异个数分别为3-7、1-7和5-12个。多数优良的材料都含有较多的优异等位变异,优异等位变异的个数对性状表现有重要作用。