大豆[Glycine max（L.）Merr.]含有丰富的营养成分和许多对有益健康的生物活性物质,其中大豆皂角苷就是活性物质一种。目前一经发现超过100余种成分的大豆皂角苷,他们对人有益健康特性是由他们的糖苷配基和糖成分组成影响的。大豆皂角苷能够改善大豆风味和营养,因此在大豆营养育种上有极大的利用价值。然而,由于其A组皂角苷被认为是大豆食品加工中苦涩味的来源,所以育种除掉该成分也是个重要育种目标。野生大豆（Glycine soja Sieb.&Zucc.）是栽培大豆的祖先种,含有许多有用的基因和性状,是大豆育种的重要遗传资源。大豆Soja亚属的皂角苷在日本和韩国已经被研究,甚至有用的突变体也被应用于大豆育种。然而,中国大豆亚属的皂角苷成分情况仍然不清楚。为此,本研究目的就是（1）鉴定中国大豆亚属的皂角苷成分和遗传突变;（2）调查其遗传多样性和地理的分布;（3）测定其含量和（4）了解遗传变异水平和挖掘有用的基因资源,为将来提高大豆营养水平的育种服务。研究结果如下:1.使用薄层层析法（TLC）测定了来自中国各地的3805份野生大豆资源。结果鉴定出24个皂角苷成分,包括4个新发现的成分,这些成分被划分6个组（A,DDMP,B,E,?和β）,构成32个表型。新发现的4个新成分是出现在18份野生资源的K-?g（β组）,1份Ab型野生资源的HAb-?g（β组）,一份sg-7变异体资源的A-?g和其衍生成分KA-?g,其中A-?g成分是A组皂角苷的生物合成的前体成分。另外还检测出8份在碳C-22上缺少第二个糖基的A0变异体资源,2份E组Bd成分高含量资源和4份A组Ae成分高含量、缺少Aa和?g成分的资源。基于本研究测定出的新皂角苷成分和其它稀有的新颖成分,皂角苷成分的名称被重新归类和整理。2.分析了4个新发现成分（K-?g,HAb-?g,A-?g和KA-?g）的分子结构。本研究发现一个新的A组皂角苷生物合成关键位点Sg-7。这个位点是通过一个野生大豆（No.5306）隐形突变体sg-7而发现的,在C-22碳位羟基不能连接上阿拉伯糖导致种子中A-?g成分积累,同时伴随衍生体KA-?g出现。A-?g（C-3糖基化的皂草精醇A）是大豆种子的一种A组成分稳定的合成前体。KA-?g作为sg-7突变体的一个副产品,相比A-?g它在糖苷配基C-29碳位上有一个乙酰基。在18份野生大豆资源中发现K-?g（C-29-乙酰化的H-?g）,它是?组成分,在皂草精醇H糖苷配基的C-29碳位上有一个额外的乙酰基（-COCH₃）。在一个Ab型野生大豆资源中发现HAb-?g（C-29-羟基化Ab）,它在糖苷配基C-29碳位上存在一个-OH基,是一个C-29羟基化的SS-A。3.使用薄层层析法检测了2959份中国大豆地方品种的皂角苷成分。检测出13个成分,分属于A、DDMP、B、?和β的5个组。?组成分（H-?g、I-?g、K-?g）和β组成分（KA-?g）是首次在栽培大豆中检测到。Sg-1^a和Sg-1^b共显性等位基因频率分别是39.3%和60.7%,Sg-4等位基因非常稀有,约为0.07%。本次调查没有发现隐性等位基因sg-3和sg-7存在于中国栽培大豆中。皂角苷表型在植物学上的数量和质量性状上的分布显示,Sg-1位点与大豆进化有密切关系;小粒种子、蔓生、黑种皮、无限生长习性、阔叶、低油、春大豆型积累较高的Sg-1^a频率。地理上,黄河流域Sg-1^a频率较高（>60%）。结合考古文献、Sg-1^a频率分布和在中国西北存在相对较高的组?成分频率,推测大豆起源于渭河的中、下游流域,也就是黄河中上游流域。4.分析了中国野生大豆皂角苷表型和基因型的地理分布和遗传分化。鉴定出中国野生大豆32个皂角苷表型,并根据10个已知基因和候选基因的位点给出这些表型的基因型。4个成分基因有较高的频率:Sg-1^a积累达78.8%的频率,他的等位基因Sg-1^b为21.0%;Sg-4和Sg-6e频率分别是30.7%和13.7%。中国东北部和南部显示高的遗传多样性,但是东北地区有较多的新颖变异表型类型(AuAe、A0、A0Bc、Bd、?_H、?_I、?_J、?_K、Abβ_HAb)。基因分化(F_st)分析暗示,Sg-4和组?基因位点Sg-6e、Sg-6h、Sg-6i和Sg-6j是影响中国野生大豆的地理遗传结构和分化的重要因子。中国南部区域野生大豆含有较高的Sg-4基因。中国野生大豆明显地可以区分南北两个地理组,遗传分化主要是发生在纵向的纬度间的地理区域。根据大豆皂角苷成分,中国野生大豆遗传结构上不同于日本和韩国的野生大豆,后两者很可能是在冰河期从中国南部迁移的。5.基因测序揭示了皂角苷Sg-1位点多态的分子特征和自然发生的A组缺失（A0表型）突变机理。使用8份A0突变体、1份sg-7突变体(Aβ_KA表型)、72份Aa（Sg-1^a）和74份Ab（Sg-1^b）型野生资源。结果显示,Sg-1位点有较低的保守性;从Aa和Ab型中分别检测出8个等位多态和10个等位多态。Aa和Ab有9个氨基酸差异,之外还有8个同义密码子差异。Sg-1^a和Sg-1^b之间还发现了2个过渡态序列(Sg-1^a7和Sg-1^b2)。A0表型检测到至少有3种变异机制,涉及到4个等位多态变异(sg-1^0-b2、sg-1^0-b3、Sg-1^b-0和Sg-1^b-01)。sg-1^0-b2有两处碱基缺失发生在第72和73氨基酸密码。sg-1^0-b3在第254氨基酸发生一个终止密码（TGA）。Sg-1^b-0和Sg-1^b-01是新颖的A0突变体,它们携带正常的Ab型基因序列,然而不能够编码Ab皂角苷,很可能是该基因以外的未知原因引起的,有待解明。表型突变体sg-7和A0是改良大豆苦涩味育种的重要基因资源。6.对106份包括27种皂角苷表型野生大豆资源的胚轴和子叶进行了皂角苷含量测定。结果显示,典型野生大豆比半野生型含有高的总皂角苷含量;?组缺失类型野生大豆在胚轴和子叶都有高的A组含量和相对低的B组和E组含量,而含有?组的类型相反。这些结果暗示,?组成分是从A组系列成分合成而来而非B组成分。基于这些分析和结合皂角苷生物合成路径上成分鉴定,提出五个位点Sg-6e,Sg-6h,Sg-6i,Sg-6j和Sg-6k参入?组成分合成。浓度测定证实了两个Bd成分积累变异体AaBcE?_J和AbE?_IJ;基于各种成分在种子中产出量提出了两个高Bd积累的机制和大豆胚轴和子叶在A组皂角苷表达的差异机制。筛选出11份表型为A0,A0Bc,AaBcEα_J,AbEα_IJ和Aβ_KA的A组含量低、B组+DDMP含量高的优异资源。