利用连锁分析和关联分析方法定位抗大豆胞囊线虫病基因

大豆胞囊线虫（Soybean cyst nematode，SCN）是严重危害大豆生产的害虫，其中致病力最强的4号生理小种是我国黄淮海大豆生产区的优势小种，发掘和利用抗病基因对于SCN抗病品种（系）的选育至关重要。本研究以建立的高通量SNP等新型分子标记鉴定平台为基础、以遗传基础丰富程度不同的三种分析群体（丰富的自然群体、中等的系谱群体和特定的重组自交系）为实验材料，建立有效的连锁分析和关联分析联合精细定位新基因的技术体系，有机的将关联分析的高效性和连锁分析的准确性结合在一起，精细定位抗SCN4号生理小种的基因，构建高清晰度的抗性相关QTL图谱，筛选候选基因并阐明其等位变异在抗感资源中的数目、分布特点、功能及利用价值，追溯优异等位变异的来源。为利用转基因和分子标记辅助选择方法培育抗病品种提供基因和标记资源。发表文章3-4篇，申请专利1项，培养研究生3人。

大豆胞囊线虫病[Heterodera glycines Ichinohe，Soybean cyst nematode（SCN）]是危害世界大豆（Glycine max L.Merr）生产的主要病害。种植抗病品种是当前防治大豆胞囊线虫病最经济有效的措施。在育种过程中，只有PI88788、Peking和PI437654等SCN抗源被广泛利用，导致生产上应用的抗病品种抗性单一、遗传基础严重狭窄。经典遗传学研究表明，SCN是由主效基因（rhg1和Rhg4）和微效多基因控制的复杂数量性状，聚合多个抗病基因或QTL可显著提高大豆对SCN的抗性。我国是大豆起源地，拥有许多优异的抗源，但其遗传基础尚不清楚，阻碍了这些优异抗源在育种中的利用。本课题以SNP、InDel等新型分子标记对三种不同遗传基础丰富程度的分析群体进行鉴定和分析，利用1062个SNP、SSR、EST-SSR、InDel等分子标记构建了中品03-5373 X中黄13组合重组自交系的遗传图谱，并结合多重复表型鉴定结果，通过双亲分离群体的连锁分析定位抗SCN 3和4号生理小种的QTL各2个，其中位于Gm18染色体的QTL同时具有3号和4号生理小种抗性；基于大豆应用核心种质为主的关联分析鉴定到与抗性相关的QTN (quantitative trait nucleotide) 28个，验证和精细定位了4个已报道的QTL区间，包括已克隆的两个主效基因rhg1和Rhg4。通过关联分析和连锁分析结果的交互验证及连锁不平衡分析，精细定位一个微效基因位点SCN3-11，可解释5.8%的遗传变异，SCN3-11和rhg1间存在上位性互作，聚合两个QTL可以增强大豆对胞囊线虫的抗性。并对SCN3-11和SCN3-18在中品03-5373的系谱群体进行追踪，发现系谱群体中的三个原始抗源中，Peking和PI437654皆携带这两个抗病位点，灰皮支黑豆只携带SCN3-18。将三个来自rhg1和Rhg4位点的重要SNP位点开发成方便育种家使用的CAPS/dCAPS标记，利用开发的标记摸清了应用核心种质等重要抗源在抗病位点的“本底”，为育种家有效利用这些优异抗源提供了重要信息。在Plant Genome、G3: Genes, Genom, Genet、作物学报等期刊发表研究论文5篇，获得2项国家发明专利，培养研究生5人。