香菇(Lentinula edodes)是广泛栽培的食用菌之一,具有很高的食用和药用价值,优良菌株选育是香菇产业可持续发展的基础。香菇大多农艺性状是受多基因控制的数量性状,基于表型的选择难以对这些性状进行遗传改良。利用与农艺性状紧密连锁的分子标记直接选择基因型,即分子标记辅助选择,能够提高育种效率。由于缺乏高质量的遗传图谱,以及作图群体与表型分离群体不一致等因素的限制,有关香菇单菇特征、产量等农艺性状的QTL定位研究还鲜有报道。本研究在改良香菇遗传图谱的基础上,进行了若干重要农艺性状的QTL定位,为香菇分子标记辅助育种奠定了基础。1.高质量的遗传图谱是解析农艺性状遗传基础的有力工具。本研究引入基于基因组开发的InDel标记,对本实验室前期构建的香菇遗传图谱进行改良。以146个F1孢子单核体菌株为作图单核体群体(M群体)进行基因型分析和连锁作图,获得了一张高质量的香菇单核体遗传图谱M。该图谱包含572个标记,分布于12个连锁群；覆盖长度为983.7 cM,平均标记间隔为1.8 cM。利用新增的InDel标记进行比较作图后,发现图谱M的12个连锁群中有2个应属于同一个连锁群,即图谱M包含11个连锁群。此外,利用图谱M定位了4个控制单核菌丝生长相关性状的QTLs,其中控制单核菌丝生长速度的QTL(mgr-IV-1)与A交配型位点和InDel标记S278R/F相近。2.在表型分离群体中进行农艺性状的评价与分析,对与后续的QTL定位与遗传改良具有重要意义。本文利用单核体群体M中146个单核体分别与2个测交单核体配对,构建了两个测交双核体群体(LQ-15和LQ-64)。将它们进行栽培试验,利用多元统计方法对两个测交双核体群体中12个农艺性状进行了分析。相关性分析表明,产量与菇数、单菇重分别呈极显著正相关和负相关；单菇特征性状间呈极显著正相关；营养生长阶段的菌丝生长速度(合成培养基)与生殖生长阶段的农艺性状没有显著相关性。因子分析表明,众多性状可以归为营养生长、单菇特征与产量3个因子。通径分析表明,香菇产量构成因素(单菇重和菇数)相互制约,菇数是影响产量的关键组分。3.利用QTL定位鉴定控制农艺性状的位点,有利于促进农艺性状的遗传改良。本文利用复合区间作图(CIM)和完备复合区间作图(ICIM),在两个测交双核体群体中鉴定调控农艺性状的位点。在LQ-15和LQ-64群体中,利用CIM分别定位了38和66个与香菇12个数量性状相关的QTLs。控制木屑培养基上双核体菌丝生长速度的sdgr-II-1在两个群体中均被检测到。这103个QTLs分布于7个连锁群,其中50个亦被ICIM检测到;大多QTLs呈簇分布,有7个QTL贡献率超过20%。在LG2上鉴定的QTLs热点区域(45-51 cM)调控所有的单菇特征性状,3个InDel标记(S48-ID1,S113-ID1和S306-ID1)位于该段区域。位于QTLs附近的一些基因(对氨基苯甲酸合成酶、MAP激酶、漆酶、环丙烷脂肪酸合酶、P4so酶系等编码基因)可能参与香菇农艺性状的调控。在LQ-15和LQ-64两个群体中,均发现控制表型相关性状的QTLs位于相同或相近区段,可能是一因多效或是紧密连锁的位点,QTLs的共位性可能是性状表型相关的遗传基础。4.作图群体与表型分离群体不一致是香菇QTL定位研究中的一个限制因素。本文基于单核体群体M中的146个单孢菌株,采用全同胞单核体随机配对策略,构建了包含171个双核体的F1随机交配双核体群体(F2群体)。通过配对的2个单核体基因型推断双核体基因型,构建了第一张基于双核体群体的香菇遗传图谱。F2图谱包含440个标记,分布于15个连锁群；图谱总长度为970.8 cM,标记间平均图距2.3 cM。F2图谱中15个连锁群对应M图谱中12个连锁群,两张图谱上的标记在顺序与位置上高度一致。在F2群体中检测了4个控制双核体菌丝生长速度的QTLs,作用方式为显性或超显性,其中fdgr-Ⅳ-2和fdgr-Ⅷ-1分别与sdgr-Ⅳ-2(LQ-15)和dgr-Ⅷ-1(LQ-64)相近。利用F2群体将为解决作图群体与表型分离群体不一致提供新的思路,结合F2群体与测交双核体群体有利于解析农艺性状的遗传基础。在香菇遗传作图中,首次引入基于基因组设计的InDel标记,将为基因组序列与遗传图谱的整合提供重要依据。鉴定了控制香菇重要农艺性状的位点,基于基因组信息分析调控农艺性状的候选基因,在香菇中尚属首次,有利于克隆QTL基因。而鉴定与农艺性状紧密连锁的标记,亦有利于开展香菇分子辅助育种。此外,利用F2群体丰富了食用菌遗传作图和QTL定位的方法。本研究为香菇中建立农艺性状、分子标记、遗传图谱和基因组序列之间的关联奠定基础。