大豆抗豆卷叶螟主效QTL的精细定位和候选基因分析

前期用4个大豆重组自交系群体对豆卷叶螟的抗性QTL定位发现D1a和H连锁群上分别存在1个大豆对豆卷叶螟的抗性主效QTL，其在年度间稳定且已被标记辅助选择试验验证。本项目在此基础上结合已公布的大豆基因组序列，利用生物信息学的方法开发QTL区间内的新分子标记。用QTL两侧分子标记分析抗、感亲本的回交高代材料，创建拥有抗虫主效QTL的代换系，利用不同重叠程度的代换系准确定位抗虫主效QTL。将最佳的目标代换系与受体亲本杂交，建立仅在代换片段上发生基因分离的次级群体。利用新开发出的分子标记对次级群体进行分析，将目标QTL区间缩小到一个精细的基因组区域。后下载精细定位区间的基因组序列，对其进行基因注释筛选获得候选基因。在大豆种质资源中克隆测序候选基因，发掘SNP或单倍型，分析其与抗虫性的关系，并在抗感材料中分析候选基因的表达。同时根据精细定位结果及国外大豆对斜纹夜蛾抗性QTL精细定位结果进行兼抗育种。

通过4个重组自交系群体在D1a和H连锁群发掘出两个大豆对豆卷叶螟抗性的主效QTL，且不同群体的遗传结构不同，只在KY群体同时鉴定出这两个主效QTL。采用低丰度全基因组重测序技术对KY群体（家系测序深度为0.75X）进行分析，构建了一张总共1981个标记（包含1705个SNP标记和276个SV标记），覆盖大豆基因组2716.6cM，相邻标记间平均距离为1.37cM的大豆高密度分子遗传图谱。D1a连锁群上的主效QTL被精细定位在标记区间GM01SV015-SCAFFOLD887.1197，两标记间距为87.8kb，预测含有8个候选基因，其中7个基因有功能注释结果。H连锁群上的主效QTL被精细定位在标记区间GM12SV463-SCAFFOLD1118.436499，两标记间距为478.9kb，预测含有41个候选基因，其中40个基因有功能注释结果。豆卷叶螟引起的虫包数和卷叶率与叶片、叶柄茸毛角度及叶片茸毛长度呈极显著正相关，而与叶片茸毛密度显著负相关，与茸毛末端形态无关。叶片茸毛角度与抗虫性指标相关性最强，角度越小越抗虫，是大豆抗豆卷叶螟的重要因子。叶片茸毛着生角度正好被定位于H连锁群的大豆抗豆卷叶螟主效QTL的标记区间，推测是该QTL的抗性机制。通过标记辅助选择构建了H连锁群的抗豆卷叶螟主效QTL的剩余杂合系群体，正被用于精细定位。育成以高抗豆卷叶螟材料南农1138-2为受体亲本，高抗斜纹夜蛾材料野生大豆N24852为供体的染色体片段代换系群体，从中筛选出多个茸毛性状和兼抗豆卷叶螟和斜纹夜蛾的代换系。将高抗豆卷叶螟的南农1138-2和高抗斜纹夜蛾的Lamar杂交，经单粒传衍生成重组自交系群体(LY)，从中也筛选出兼抗两种害虫的种质。这些群体的培育，为进一步研究大豆抗豆卷叶螟机理及图位克隆抗性主效QTL奠定了良好的基础。