李文濱，趙 雪

（大豆生物學(xué)教育部重點實驗室，國家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)大豆研究所，哈爾濱 150030）

分子標記輔助育種技術(shù)是通過利用與目標性狀緊密連鎖的 DNA分子標記對目標性狀進行間接選擇，以期在早期世代就能夠?qū)δ繕嘶虻霓D(zhuǎn)移進行準確、穩(wěn)定的選擇，而且克服隱性基因再度利用時識別的困難，從而加速育種進程，是一種效率高且實用性強的輔助育種手段，在提高育種效率，選育抗病、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的品種等方面發(fā)揮著重要作用。大豆作為世界性作物，其遺傳育種研究始終是科研工作的重點。利用分子輔助育種技術(shù)選育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗大豆品種的研究工作在近年來發(fā)展迅速，國內(nèi)外均取得了卓有成效的成果。

1 大豆分子標記及輔助選擇育種技術(shù)國內(nèi)外研究動態(tài)

隨著功能基因組學(xué)的發(fā)展，服務(wù)于標記輔助選擇育種的DNA分子標記技術(shù)逐漸由隨機標記向功能標記過渡，高密度遺傳圖譜的構(gòu)建以及QTL的精細定位研究對功能標記的需求也表現(xiàn)得愈加明顯。隨著生物信息數(shù)據(jù)資源的日益增長，基于生物信息學(xué)的功能標記開發(fā)及應(yīng)用成為分子標記輔助育種領(lǐng)域的研究熱點。諸多種類的功能標記中，單核苷酸多態(tài)性標記（Single Nucleotide Polymorphism，SNP）和EST-SSR兩種標記因其開發(fā)方法和應(yīng)用價值方面的明顯優(yōu)勢而備受關(guān)注。

1.1 SNP標記技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用研究動態(tài)

SNP作為第三代DNA遺傳標記，有著高密度的巨大優(yōu)勢，在研究初期因成本和技術(shù)的限制，在大豆研究領(lǐng)域沒有得到快速的發(fā)展。大豆基因組信息的公布和EST數(shù)據(jù)的積累，為SNP標記的發(fā)展提供了生物信息學(xué)的基礎(chǔ)；基因芯片技術(shù)、GoldenGate技術(shù)、基因分析儀Light Scanner等新技術(shù)及新型儀器的產(chǎn)生使SNP檢測手段成本下降，為SNP高通量的檢測及SNP標記的開發(fā)提供了有力的物質(zhì)保障。David等采用GoldenGate技術(shù)和集群分離分析法（Bulked Segregant Analysis,BSA）對大豆銹病位點Rpp3進行掃描[1]，證明GoldenGate技術(shù)是一種高效的SNP檢測方法，可以在短時間內(nèi)完成對已知位點的SNP檢測。

1.2 EST-SSR標記技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用研究動態(tài)

大豆EST計劃是在美國國家自然基金（National Science Foundation，NSF）資助下，于1998年3月啟動，其目的是克隆并解碼300 000個基因的EST，意味著每一個基因都將有一個EST標記。大豆EST計劃只是屬于結(jié)構(gòu)基因組方面的研究，隨著大豆EST計劃的發(fā)展，公共數(shù)據(jù)庫中積累了大量的DNA序列，這些序列在基因組內(nèi)對大豆的生長發(fā)育起什么樣的作用，互相之間有什么樣的聯(lián)系，即屬于大豆功能基因組的研究范疇。在大豆EST計劃基礎(chǔ)上，美國大豆功能基因組計劃（A Functional Genomics Program for Soybean）于 1998年 10月啟動，其目的之一是通過對與遺傳圖上分子標記相關(guān)的BAC克隆的分離及序列分析，構(gòu)建大豆物理圖譜，并開展大豆與其他物種的比較基因組學(xué)研究。目前公布的大豆EST序列已超過140萬條，為大豆EST-SSR標記的大規(guī)模開發(fā)帶來契機，大豆基因組信息已經(jīng)公布更為這種功能標記的開發(fā)及利用提供了便利。

大豆EST-SSR標記相關(guān)研究在國內(nèi)外均有報道。國外方面，Song等將24個EST-SSR整合進Cregan等的大豆公共遺傳圖譜，為更好利用ESTSSR開辟了道路[2]。國內(nèi)方面，詹少華等分析了20 183個無冗余的大豆EST序列[3]，發(fā)現(xiàn)了1 747個EST序列含有SSR，說明大豆EST-SSR可用于大豆分子標記，具有重要的開發(fā)價值，同時對大豆EST序列長度與SSR特性的關(guān)系進行了研究，為有針對性的設(shè)計EST-SSR引物奠定基礎(chǔ)；陳相艷等對NCBI公共數(shù)據(jù)庫中的394 370條大豆EST序列進行EST-SSR特征分析[4]，搜索出7 754個SSR，為開發(fā)多態(tài)性大豆EST-SSR標記提供了候選序列；?，|等對458 220條大豆EST序列進行SSR搜索，并對篩查到的候選序列進行引物設(shè)計最終獲得多態(tài)性EST-SSR標記31個[5]，說明利用生物信息學(xué)方法基于大豆EST開發(fā)SSR標記是切實可行的；該研究團隊最終獲得80個多態(tài)性EST-SSR標記，其中16對被整合到以東農(nóng)594和Charleston為作圖親本構(gòu)建的大豆遺傳連鎖圖譜中（未公開）。

2 大豆遺傳圖譜構(gòu)建研究進展

飽和遺傳圖譜的構(gòu)建是現(xiàn)代大豆育種工作的先決條件，隨著分子標記技術(shù)及圖譜構(gòu)建方法的發(fā)展，大豆遺傳連鎖圖譜研究逐漸趨于提高圖譜標記密度和圖譜之間的整合。

在國外，Hwang等發(fā)表了一張利用3個重組自交系群體構(gòu)建的基于SSR標記的高密度大豆整合遺傳連鎖圖譜[6]，該圖譜包含1 810個SSR和STS標記，覆蓋20個連鎖群，圖譜全長2 442.9 cM，各連鎖群平均標記數(shù)達90.5個。

3 大豆數(shù)量性狀遺傳位點（Q TL）研究進展

2009年國內(nèi)外大豆數(shù)量性狀的研究主要集中在生物/非生物脅迫抗耐性、品質(zhì)性狀以及形態(tài)性狀等方面，其他性狀研究報道較少。

3.1 大豆產(chǎn)量性狀QTL

2009年國內(nèi)外在大豆產(chǎn)量性狀方面的研究主要集中在QTL定位、上位性分析以及一致性QTL整合分析等。國外方面，Palomeque等利用加拿大和中國高產(chǎn)品種雜交衍生的重組自交系群體在國際大環(huán)境下對農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀進行QTL檢測[9]，發(fā)現(xiàn) Satt100、Satt130、Satt162、Satt194、Satt259、Satt277和 Sat_126與產(chǎn)量相關(guān)，由Satt100，Satt 277，Satt162和Sat_126定位的4個產(chǎn)量性狀QTL與農(nóng)藝性狀連鎖。另外，Martin等對大豆主要農(nóng)藝性狀進行了上位性分析[10]，該研究發(fā)現(xiàn)，雖然上位性并非在所有環(huán)境或親本組合中同時被檢測到，但從整體來看，在株高、成熟期、百粒重、產(chǎn)量、節(jié)間長、收獲指數(shù)和蛋白油分含量等性狀均存在顯著的上位性效應(yīng)。

在國內(nèi)，王賢智等利用中豆29和中豆32雜交和連續(xù)自交獲得的重組自交系群體為作圖群體[11]，在不同年份、不同種植密度下進行了大豆產(chǎn)量性狀的QTL分析。檢測到單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、每莢粒數(shù)等5個產(chǎn)量性狀相關(guān)QTL共43個，分布于A2、F、I等14個連鎖群，其中qNP-15-1等3個QTL在四種環(huán)境中均檢測到，qNP-19-1等5個QTL在三種環(huán)境中均檢測到，qNP-1-1等 10個QTL在兩種環(huán)境中均檢測到，為較穩(wěn)定的QTL。每莢粒數(shù) QTLqNSP-19-1和 qNSP-19-2及百粒重QTLqSW-19-1在多種環(huán)境中均檢測到，貢獻率均超過60%和20%，為穩(wěn)定主效QTL，這些穩(wěn)定的主效QTL可應(yīng)用于精細定位和分子標記輔助育種研究。周蓉等利用上述作圖群體進行與大豆倒伏及形態(tài)性狀有關(guān)的QTL分析[12]，檢測到與大豆倒伏及莖桿性狀相關(guān)的QTL 25個，同時檢測到19個與根系性狀相關(guān)的QTL，分別分布于A2、C1、C2、D1a、F、G、I和 L連鎖群，可解釋4.4%～50.1%的表型變異。在F連鎖群上，兩年均檢測到倒伏主效QTL（qLD-15-1）和株高主效 QTL（qPH-15-2）；G連鎖群有1個主莖節(jié)數(shù)QTL；A2和L連鎖群上分別有1個根重QTL在兩個年度重復(fù)出現(xiàn)。在倒伏QTL的附近檢測出株高、根重、莖葉重、莖粗、主莖節(jié)數(shù)和分枝數(shù)QTL，表明植株地上部和地下部性狀與抗倒伏性普遍關(guān)聯(lián)。該研究團隊還對大豆單株產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子及倒伏性的相關(guān)性和遺傳效應(yīng)進行分析，并檢測各性狀QTL，獲得38個與產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因子及倒伏性狀等有關(guān)的QTL，這些QTL主要集中在C2、F和I連鎖群。在F連鎖群上，兩年均檢測到倒伏QTL qLD-15-1（R2大于20%）且與百粒重和分枝莢數(shù)QTL分別位于相同和相鄰標記區(qū)間，表明產(chǎn)量相關(guān)性狀與倒伏性存在一定的關(guān)聯(lián)。在I連鎖群上，每莢粒數(shù)QTL和二、三、四粒莢數(shù)QTL不僅于同一位置，解釋的表型變異為32%～65%，且在年際間重復(fù)出現(xiàn)，每莢粒數(shù)和四粒莢數(shù)QTL與二、三粒莢數(shù)QTL的增效基因分別來自不同的親本，證實每莢粒數(shù)和四粒莢數(shù)與二、三粒莢數(shù)分別由不同的機制調(diào)控。

3.2 大豆品質(zhì)性狀QTL

一直以來，大豆品質(zhì)育種的焦點主要集中在蛋白質(zhì)含量及大豆脂肪酸組分等性狀，近年來，大豆高異黃酮品種的選育越來越受到育種者的重視。在國外，Bachlava等利用全基因組掃描途徑通過兩個群體多環(huán)境下定位油酸鹽相關(guān)QTL[13]，在F連鎖群發(fā)現(xiàn)一個由Sat_309定位的中等效應(yīng)QTL，該QTL在兩個群體所有環(huán)境下均能被檢測到，且本研究證實在I連鎖群FAD2-1B附近存在一個QTL與該QTL存在較強的上位性互作。

Gonzalez等在以Essex和PI437654為親本的重組自交系群體[14]，用不同的遺傳模型在不同環(huán)境下定位與大豆異黃酮相關(guān)QTL。共檢測到26個存在加性主效的QTL，強調(diào)遺傳模型對復(fù)雜數(shù)量性狀研究的重要性，值得注意的是，該研究在A1染色體上定位到一個主效QTL，該QTL與染料木酮素，大豆黃素及總異黃酮含量連鎖，具有較高的表型變異解釋率，且在多年多環(huán)境下穩(wěn)定出現(xiàn)。

在國內(nèi)，Zeng等利用高異黃酮含量中豆27與低異黃酮含量的九農(nóng)20雜交獲得的F5：7代重組自交系群體對大豆種子異黃酮含量進行QTL研究[15]，其中染料木黃酮，黃豆黃素和大豆黃素以及總異黃酮相關(guān)QTL數(shù)目分別為3、4、3和5，在所有檢測到QTL中，分別由Satt144和Satt540定位的位點QDZF_1和 QGCM_1來自高異黃酮親本中豆27，對異黃酮合成積累起爭相促進作用，可用于高異黃酮品種的分子標記輔助選育。梁慧珍等對晉豆23號和灰布支雜交構(gòu)建的F13代大豆重組自交系群體的474個家系進行了連鎖圖譜的構(gòu)建[16]，分析了影響大豆異黃酮含量、脂肪含量和蛋白質(zhì)含量3個重要品質(zhì)性狀的QTL，檢測到23個QTL，其中控制異黃酮含量QTL有6個，分別定位在J、N、D2和G鎖群上；控制脂肪含量的QTL有11個，分別定位在第A1、A2、B2、C2和D2染色體的連鎖群上；控制蛋白質(zhì)含量的QTL有6個，分別定位在B2、C2、G和H1染色體的連鎖群上。

魏崍等以哈交97-5404-1和哈交99-5448-4為親本建立重組自交系群體[17]，應(yīng)用SSR技術(shù)對不同世代 F2：3、F2：6、F2：9遺傳群體中的油分進行了 QTL分析，在F2：3代獲得了對油分貢獻率較高的QTL，F(xiàn)2：9代則獲得多個與油分相關(guān)的 QTL，且證實Satt193在第一等位變異下（即DNA片段長度為270 bp）作為油分的篩選標記具有實用性，而在第三等位變異下（即DNA片段長度為220 bp）做為蛋白質(zhì)材料的篩選標記具有較高應(yīng)用價值。

單大鵬等利用Charleston和東農(nóng)594為親本構(gòu)建的重組自交系群體對大豆蛋白質(zhì)含量進行QTL定位[18]，檢測到10個控制蛋白質(zhì)含量的QTL，分別位于第B2、C2、D1a、E和N連鎖群。其中1個表現(xiàn)為正向遺傳效應(yīng)，9個表現(xiàn)為負向遺傳效應(yīng)，另外檢測到15對影響蛋白質(zhì)含量的加性×加性上位互作效應(yīng)的QTL位點，解釋該性狀總變異的13.75%，并發(fā)現(xiàn)9個QTL與環(huán)境存在互作，貢獻率達到4.47%。

李俠等以大豆品種綏農(nóng)10與L-9雜交衍生的197個F5：6重組自交系為研究材料[19]，利用主基因+多基因遺傳模型分析了大豆籽粒中的五種脂肪酸（棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸）含量的遺傳規(guī)律及其相關(guān)性，并對大豆油酸相關(guān)QTL進行定位，研究發(fā)現(xiàn)油酸與其他四種脂肪酸均呈極顯著負相關(guān)；棕櫚酸與亞麻酸含量遺傳由3對主基因+多基因控制，其主基因遺傳率分別為51.07%和96.53%；棕櫚酸含量的多基因遺傳率為30.21%，亞麻酸未估測出多基因遺傳率；硬脂酸、油酸和亞油酸的含量遺傳由2對主基因+多基因控制，硬脂酸的主基因效應(yīng)為顯性上位+加性多基因遺傳模型，主基因遺傳率為60.76%，多基因遺傳率為4.82%；油酸和亞油酸含量遺傳為主基因效應(yīng)，為累加作用+加性多基因遺傳模型，主基因遺傳率分別為62.64%、60.75%，多基因遺傳率分別為33.54%、33.54%。該研究檢測到5個與大豆油酸含量顯著相關(guān)的 QTL（Qole 1～Qole 5），分別被定位在 A1、D2、M連鎖群上，表型貢獻率在7.33%～10.50%，LOD值在2.82～3.33之間，該研究結(jié)果對指導(dǎo)大豆油酸新品種的選育具有十分重要的意義（未公開）。

3.3 大豆發(fā)育性狀QTL

大豆籽粒發(fā)育同時受遺傳和環(huán)境的影響，Han等以美國大豆品種Charleston和東農(nóng)594雜交獲得F2衍生的143個F2：9重組自交系群體為材料[20]，研究不同發(fā)育時期影響籽粒發(fā)育條件QTL的加性效應(yīng)、上位性效應(yīng)及環(huán)境互作效應(yīng)，共發(fā)現(xiàn)17個具有加性效應(yīng)或具有加性與環(huán)境互作效應(yīng)，其中6個QTL在不同發(fā)育時期對大豆籽粒發(fā)育有促進作用。

吳瓊等共搜集整理了12年來已經(jīng)報道的與大豆生育期有關(guān)的98個QTL[21]，通過BioMercator2.1和公共標記映射整合到大豆公共遺傳連鎖圖譜Soymap2上，并利用元分析技術(shù)推斷QTL位置，提取真正有效的QTL，該研究發(fā)掘出大豆兩個重要生育時期共9個“真實QTL”及其連鎖標記，其中與開花期（R1）相關(guān)的有7個，與成熟期（R8）相關(guān)的有2個，建立了QTL的一致性圖譜，其中L連鎖群上的一個定位區(qū)間包含一個已發(fā)表的有關(guān)R1的基因。在5個連鎖群上共發(fā)現(xiàn)10個控制多個生育時期的QTL，為大豆生育期QTL精細定位和基因克隆奠定了基礎(chǔ)。

3.4 大豆形態(tài)性狀QTL

國外方面，Suzuki等對大豆裂莢相關(guān)位點進行了精細定位和位點內(nèi)DNA分子標記的開發(fā)[22]，成功獲得可用于大豆落粒性分子輔助選擇的DNA分子標記SRM0、SRM1和SRM2，并定位了控制大豆落粒性的候選基因qPDH1，進一步研究表明該位點不會引起豆莢形態(tài)學(xué)變化。

在國內(nèi)，Du等對大豆植株絨毛相關(guān)QTL進行定位[23]，揭示了大豆絨毛密度的分子遺傳機理，該研究利用Kefeng1和Nannong1138-2雜交組合衍生的重組自交系群體對葉表面絨毛密度和葉背面絨毛密度進行研究，利用復(fù)合區(qū)間作圖法共檢測15個QTL，分布于A2，D1a，D1b，E和H連鎖群，在所有QTL中qtuA2-1、qtuD1a-1、qtuD1b-2、qtuH-2 qtuE-1、qtdD1b-2和qtdH-2被混合區(qū)間作圖法進一步確認，利用復(fù)合區(qū)間作圖法和混合區(qū)間作圖法獲得的qtuH-2的表型變異解釋率分別達31.81%和29.4%。

何冉等以科新3號×中黃20雜交組合F2群體構(gòu)建遺傳圖譜，對F2：4群體進行QTL定位[24]，并利用QTL兩側(cè)的標記選擇殘余雜合個體，構(gòu)建殘余雜合系，對分枝數(shù)相關(guān)QTL進行定位，在C1連鎖群獲得控制分枝數(shù)QTL位點qBN-c1-1，位于Satt294和Satt399之間，表型變異解釋率為12.01%，利用殘余雜合系控制該性狀的QTL定位在Satt399和Satt361，說明此位點在該背景下能夠穩(wěn)定遺傳。

呂祝章等以大豆品種合豐25和新民6號雜交得到的F2：9代重組自交系為試驗材料[8]，將控制茸毛色（Pb）基因定位于LG06-C2連鎖群上，與Sat_402的遺傳距離為39.6 cM，控制葉耳色（Le）、花色（W）基因定位于LG12-F連鎖群上，它們之間的遺傳距離為9.9 cM，與兩端的Satt348、Sat_240標記遺傳距離分別為13.3和10.5 cM。

3.5 大豆抗病蟲性狀的基因定位

3.5.1 大豆胞囊線蟲病（Soybean Cyst Nematode，SCN）

大豆胞囊線蟲病是嚴重危害大豆生產(chǎn)的重要病害之一，國內(nèi)外SCN的研究主要利用抗病品種和敏感型品種對SCN抗性QTL進行定位，同時在已定位的抗/耐病區(qū)段進行新標記的開發(fā)，提高分子輔助育種的效率。

國外方面，Wu等利用Essex9和PI437654雜交衍生的F7：9重組自交系群體共205個家系進行SCN抗病性QTL定位研究[25]，在鞏固了前人研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，該研究發(fā)現(xiàn)所定位的主效QTL之間存在上位性效應(yīng)，另外，具有不同SCN生理小種抗性的新QTL在B2和D1b連鎖群被檢測到，在G連鎖群上獲得的QTL對SCN的1、2、3和5號生理小種存在抗性。A2連鎖群上的QTL對1、3號生理小種具有抗性。除此之外在I連鎖群上檢測到的由Sat_299和Sat_189定位的QTL，對3、5和14號生理小種具有抗性。其他微效QTL分別在LGs-C1、D1a、H和K被檢測到。為確定新QTL的真實性，不同遺傳背景群體抗蟲性評價正在進行當中。Arelli以SCN抗性品種PI567516C與感病品種Hartwig雜交的F2：5的105個家系為材料[26]，旨在尋找強毒力SCN種群抗性基因位點，利用SSR標記分析得到Satt592、Satt331和 Sat_274三個與抗病性連鎖的分子標記，該標記對強毒力 SCN種群LY1抗性的輔助選擇效力高達90%。

在國內(nèi)，南海洋等通過對大豆胞囊線蟲抗性候選基因rhg1的序列比對分析[27]，發(fā)現(xiàn)4個插入/缺失位點，并對其中3個多堿基插入/缺失位點開發(fā)了InDel標記。應(yīng)用所開發(fā)的3個InDel標記對33份栽培大豆進行基因型鑒定，共檢測到等位變異11個，其中rhg1-I1位點有5個等位變異，rhg1-I2位點有2個等位變異，rhg1-I4位點有4個等位變異。該研究對InDel標記與大豆胞囊線蟲抗性間進行了關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)rhg1-I4為SCN抗性相關(guān)標記，對抗病資源的檢出效率為88.2%，對感病資源的檢出效率為100%。該標記的288 bp等位變異和294 bp等位變異為抗病相關(guān)等位變異，269 bp等位變異和272 bp等位變異為感病相關(guān)等位變異。此標記與常用于標記輔助選擇的Satt309配合鑒定可以提高SCN抗病資源的檢測效率。王梓貞等以大豆胞囊線蟲抗性品種L-10為父本、黑農(nóng)37為母本雜交所衍生的141個F2：8重組自交系群體對胞囊線蟲抗性進行溫室鑒定[28]，并對抗病性和主要農(nóng)藝性狀進行相關(guān)性分析，該研究發(fā)現(xiàn)大豆重組自交系寄生指數(shù)與株高、單株莢數(shù)、百粒重呈負相關(guān)，與花色存在相關(guān)，與種皮、種臍色存在顯著相關(guān)。高抗品系呈現(xiàn)橢圓的粒形、黑色種皮、黑色臍、棕色茸毛為主，這些質(zhì)量性狀可為高抗大豆胞囊線蟲品種的選育提供參考依據(jù)；該研究進一步對抗大豆胞囊線蟲QTL進行檢測，共獲得17個抗病相關(guān)QTL，1、3、4和14號生理小種抗性QTL數(shù)目分別為3、1、6和7，遺傳貢獻率范圍在5.44%～26.01%，同時篩選出一份對1、3、4和14號4個生理小種兼具抗性且農(nóng)藝性狀優(yōu)良的株系（未公開）。

3.5.2 大豆疫霉根腐?。≒hytophthora Root Rot of Soybean，PRR）

國內(nèi)方面，范愛穎通過以大豆疫霉菌廣譜抗性品種豫豆25為父本[29]，分別與豫豆21和早熟18進行雜交構(gòu)建抗性分離群體，對豫豆25中的抗疫霉根腐病基因進行分子標記和定位。該研究表明，豫豆25對大豆疫霉菌的抗性由一個顯性單基因RpsYD25控制；豫豆21×豫豆25組合衍生的F2：3家系中，位于N連鎖群上的5個標記Sat_208、Satt530、Sat_084、Satt125和Sat_236與豫豆25中抗疫霉根腐病基因RpsYD25具有連鎖性；在早熟18×豫豆25組合衍生的F2：3家系中，位于N連鎖群上的5個標記Satt125、Sat_275、Sat_266、Satt660和GMABAB與抗病基因RpsYD25具有連鎖性，該研究還確定了標記與基因之間的位置關(guān)系。連鎖群上抗疫霉根腐病基因Rps1座位附近選擇Rps1k基因序列開發(fā)的SSR標記Satt1k6在豫豆25和豫豆21間具有多態(tài)性；用Satt1k6鑒定豫豆21×豫豆25組合衍生的F2：3家系，連鎖分析表明該標記與基因RpsYD25連鎖，說明RpsYD25與Rps1為連鎖遺傳。

3.5.3 大豆菌核?。⊿clerotinia sclerotiorum，SWM）

大豆菌核病是引起大豆減產(chǎn)的最主要世界性病害之一，因此抗大豆菌核病育種一直受到育種者的關(guān)注。孫明明等研究表明[30]，大豆莖中可溶性色素對大豆菌核病具有抗性。Li等研究表明，大豆栽培種Maple Arrow的莖中可溶性色素對大豆菌核病具有抗性[31]，在這一結(jié)果基礎(chǔ)上該研究團隊利用感病品種 Hefeng25與Maple Arrow雜交衍生的149個F5：6重組自交系群體對莖中可溶性色素含量進行了QTL定位，連續(xù)兩年（2007～2008年）在D1a、B1和A2連鎖群上檢測到3個與該性狀相關(guān)的QTL，分別為 Qsp-1（Satt502-Sat_159）、Qsp-2（Sat_156-Satt251）和 Qsp-3（Satt525-Satt233），表型變異解釋率范圍為6.29%～15.37%，這3個QTL與以往研究獲得的避病機制QTL關(guān)系不大，該研究結(jié)果對抗大豆菌核病的分子標記輔助選擇育種具有重要意義。

3.5.4 大豆花葉病毒?。⊿oybean Mosaic Virus，SMV）

大豆花葉病毒病是世界性大豆病害，嚴重危害大豆的產(chǎn)量和質(zhì)量。SC-11為我國黃淮夏大豆區(qū)以及北方春大豆區(qū)SMV主要流行株系。白麗等研究了大豆品種對SC-11的抗性遺傳方式以及不同大豆材料對SC-11抗性位點的等位性關(guān)系[32]，并對抗性基因進行了SSR標記定位。該研究發(fā)現(xiàn)齊黃1號對SC-11的抗性由一對顯性基因（RSC-11）控制；經(jīng)分離群體組群分析法研究發(fā)現(xiàn)齊黃1號抗SC-11的位點RSC-11位于F連鎖群，與SSR標記Satt114、Satt334、Sat_234和Sct_033緊密連鎖，距離分別為11.1、8.9、4.6和4.7 cM；選取F連鎖群上親本間有多態(tài)性的18對引物構(gòu)建了F連鎖群的遺傳圖譜,全長254.8 cM，標記間平均距離為13.41 cM，該研究結(jié)果為大豆抗病育種以及抗性基因的精細定位和圖位克隆奠定了基礎(chǔ)。

3.5.5 大豆蚜蟲抗性QTL定位

2009年國外大豆蚜蟲抗性研究報道較多。在國外，Kang等利用落粒性品種Keunolkong分別與非落粒性品種Sinpaldalkong和Iksan10構(gòu)建的兩個重組自交系群體對大豆蚜蟲抗性進行了QTL定位研究[33]，在Keunolkong×Iksan10群體中，于 J連鎖群定位到一個主效QTL，可解釋的表型變異為46%，在Keunolkong×Sinpaldalkong群體中定位了4個微效QTL，其中3個同時在Keunolkong×Iksan 10群體中檢測到，結(jié)果表明，遺傳背景的選擇對于大豆抗蟲性材料選育非常重要。Hill等利用PI 2005 38與3個感蟲類型構(gòu)建的F2群體對蚜蟲抗性QTL進行研究[34]，Ina× PI 200538組合、Williams 82×PI 200538以及 LD02-4485×PI 200538組合的F2群體中抗感性株系比例均符合3：1比例，支持抗性基因顯性假說，該基因被定位在F連鎖群，與Satt510、Soyhsp176、Satt114和Sct_033連鎖，與Rag2定位結(jié)果一致，且抗大豆蚜蟲1、2號生理小種，說明該位點可能就是Rag2，同時證明PI200538是Rag2的又一來源。Zhang等利用SMV抗性品種PI567-541B構(gòu)建群體[35]，進行抗病遺傳機理研究，在F和M連鎖群通過復(fù)合區(qū)間作圖法檢測到兩個抗蚜蟲QTL，且存在加加上位性效應(yīng)，為PI 567541B所貢獻，進一步分析228個株系的F3群體，發(fā)現(xiàn)兩個位點間存在加×加上位性效應(yīng)，F(xiàn)連鎖群的QTL效應(yīng)值高于M連鎖群的QTL效應(yīng)值；該研究還對50份攜帶PI 567541B血緣的育種材料進行檢測，進一步確定兩個QTL的效應(yīng)，該QTL的獲得、驗證以及分子標記輔助選擇的應(yīng)用可以有效提高大豆蚜蟲抗性。

國內(nèi)方面，Wang等選擇81個抗蟲相關(guān)QTL[36]，構(gòu)建整合圖譜推斷QTL的確切位置，通過兩種途徑獲得6個一致性QTL，QTL區(qū)間由15 cM減少到3.67 cM，為QTL精細定位和圖位克隆提供了前提。

3.5.6 其他大豆病害

Ray等利用兩個大豆銹病抗性材料PI587886和PI587880A分別組配兩個F2：3群體將大豆銹病抗性基因定位在Satt191和Sat_064之間[37]，并推斷該抗性基因可能為Rpp1的等位基因，該研究第一次以大豆成株為研究對象，在自然發(fā)病條件下對大豆銹病進行研究。Uchibori等利用對大豆矮化病不敏感的印尼品種Wilis和對矮化病敏感型日本品種Abbreviations雜交衍生的重組自交系群體的71份材料進行耐大豆矮化病的QTL定位[38]，將Wilis貢獻的一個抗大豆矮化病QTL定位在A連鎖群的Sat_271標記附近，該QTL的表型變異解釋率達79%。Jackson等利用敏感型品種Agripro350分別和抗性品種MO/PSD-0259和PI80837雜交獲得F2群體[39]，定位了抗大豆擬莖點霉腐病基因，分析得到PI80837中顯性抗病位點位于B2連鎖群的Sat_177（4.3 cM）和 Sat_342（15.8 cM）之間，在 MO/PSD-0259中，抗性基因被定位在F連鎖群的Sat_317（5.9 cM）和 Sat_120（12.7 cM）之間。

3.6 大豆抗逆性狀QTL定位

2009年國內(nèi)外大豆抗逆性QTL定位研究報道較多，包括抗旱性，耐低溫特性，耐低礦質(zhì)元素脅迫特性等。國外方面，Ikeda等在人工控制環(huán)境下[40]，用兩個耐冷性差異材料組配RIL群體。在低溫環(huán)境下，于A2連鎖群上的Sat_162附近定位到一個產(chǎn)量相關(guān)QTL，雖未能定位到耐冷QTL，但該研究發(fā)現(xiàn)耐冷品種表現(xiàn)高產(chǎn)，即種子發(fā)育不受低溫影響；該QTL被近等基因系檢測到，在忽略溫度條件時，該區(qū)段還影響節(jié)數(shù)和莢數(shù)，說明在低溫條件下種子發(fā)育受到一個新的主要遺傳因素影響，這個結(jié)論對于耐低溫大豆分子輔助選擇育種具有十分重要的意義，同時有助于對大豆生殖器官耐冷性機理的理解。Zhang等利用耐低磷品種Nannong94-156和磷敏感型品種Bogao雜交衍生152個家系的重組自交系群體構(gòu)建圖譜[41]，并進行QTL分析，對反映大豆苗期低磷耐性的5個性狀（地上部干重、地下部干重、總干重、磷吸收效率、磷利用率、酸性磷活性）進行了QTL定位，共發(fā)現(xiàn)耐低磷性狀相關(guān)QTL 34個，分布在9個連鎖群，表型變異解釋率介于6.6%～19.3%之間，QTL之間存在顯著的加×加上位性效應(yīng)，個別QTL存在加×加×環(huán)境互作效應(yīng)，這些QTL可以用于平衡磷缺乏引起的復(fù)雜性營養(yǎng)失衡的育種研究；同時，在不同磷素水平下，檢測到不同的QTL，可以幫助理解大豆磷素利用率的遺傳基礎(chǔ)。

在國內(nèi)，蔣洪蔚等利用美國大豆品種Clark（供體親本）與主栽品種紅豐11（輪回親本）所構(gòu)建的回交導(dǎo)入系[42]，經(jīng)過芽期耐低溫篩選鑒定得到46個在芽期耐低溫性狀上明顯超過輪回親本的導(dǎo)入系個體。利用這套群體結(jié)合隨機對照群體和基因型分析，通過基于遺傳搭車原理的卡方分析和單向方差分析方法，檢測到分布于大豆8個連鎖群的12個與大豆芽期耐低溫相關(guān)的QTL。其中9個供體片段的超導(dǎo)入位點對芽期耐低溫性狀表現(xiàn)為正效應(yīng)，Satt237和SOYPRP1為與耐低溫直接相關(guān)的QTL。Du 等利用 Kefeng1 和 Nannong1138-2 雜交的 F2：7：11共184個家系的重組自交系群體[43]，對產(chǎn)量及耐旱性QTL進行定位研究，獲得40個QTL，其中17個與干旱脅迫下葉片水分狀況相關(guān)，產(chǎn)量性狀相關(guān)QTL為23個（包括處理和對照），2個產(chǎn)量相關(guān)QTL在處理和對照條件下均被檢測到，分別位于H和D1b連鎖群，2個產(chǎn)量QTL在溫室條件下被定位在C2連鎖群，與水分情況相關(guān)的QTL也被檢測到，包括A2連鎖群上的2個葉片萎蔫系數(shù)QTL和H連鎖群上的1個葉片失水相關(guān)QTL，QTL位點表現(xiàn)為多效性或位點間存在關(guān)聯(lián)，此結(jié)果有助于更好的評價大豆抗旱性的遺傳基礎(chǔ)，同時也將成為高產(chǎn)抗旱大豆品種分子輔助選育工作的重要組分。該群體還用于大豆營養(yǎng)生長期耐旱性研究，對花期前植株進行干旱處理，20個QTL定位在A2、D1b、E、H、G和I連鎖群上，表型變異解釋率范圍4.49%～23.56%，H連鎖群絨毛密度相關(guān)QTL與Ps位點接近，而D1b連鎖群上的絨毛密度相關(guān)QTL與Rsc-7接近，A2、D1b和H連鎖群上絨毛密度和水分狀況相關(guān)的3個基因組區(qū)域是相互關(guān)聯(lián)的，因此，葉上表面絨毛密度可能是大豆耐旱性的關(guān)鍵。

4 大豆分子標記輔助育種（MAS）的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段分子標記輔助選擇技術(shù)主要用于遺傳效應(yīng)較大、遺傳較簡單的數(shù)量性狀，目前還不能在所有性狀上發(fā)揮作用。近年來，研究人員將注意力投放在復(fù)雜數(shù)量性狀的遺傳研究上，以期達到對復(fù)雜數(shù)量性狀進行準確分子輔助選擇的目的。許多研究發(fā)現(xiàn)控制異黃酮合成和積累的QTL定位研究之間常常得到矛盾的結(jié)果。Gonzalez等在以 Essex和PI437654為親本的重組自交系群體[14]，利用不同的遺傳模型在不同環(huán)境下研究大豆異黃酮的遺傳機制，表明統(tǒng)計分析作圖方法對于復(fù)雜性狀的QTL定位研究以及分子輔助選擇準確性尤為重要。

大豆基因組序列信息的公布，拓寬了已定位的各類性狀相關(guān)QTL的應(yīng)用范圍。Skoneczka等利用在大豆種質(zhì)PI200508中定位的低水蘇糖QTL位點結(jié)合基因組序列信息[44]，通過該區(qū)段與基因組對應(yīng)序列的分析，發(fā)現(xiàn)與來自擬南芥、豌豆和黃瓜半乳糖基轉(zhuǎn)移酶基因存在高度同源性，對該區(qū)段進行測序發(fā)現(xiàn)PI200508和野生型在該區(qū)段存在單位點差異，從而創(chuàng)造出低水蘇糖突變體類型，且發(fā)現(xiàn)一個可直接對該表型進行選擇的分子標記。此外，Maroof等利用CX1834中定位的QTL結(jié)合大豆基因組序列信息了解到CX1834肌醇六磷酸水平低下性狀的遺傳機理[45]。

2009年，國內(nèi)外關(guān)于分子標記輔助選擇育種方法均有報道。國外方面，Concibido等報道了一種高產(chǎn)抗胞囊線蟲的大豆輔助選擇育種方法[46]。Wang等發(fā)表了用于大豆抗蚜蟲輔助選擇育種位點和相關(guān)標記的發(fā)明專利[47]。

在國內(nèi)，李文濱等分別報道了耐大豆疫酶根腐病數(shù)量性狀位點、大豆百粒重及產(chǎn)量相關(guān)數(shù)量性狀位點及其在大豆耐病、高產(chǎn)分子輔助育種中的實施方法[48-49]，該研究成果是大豆數(shù)量性狀分子輔助選擇育種技術(shù)應(yīng)用于育種實踐的成功范例。

5 大豆分子標記及輔助選擇育種的發(fā)展趨勢與展望

近年來，DNA分子標記技術(shù)以及QTL的研究和應(yīng)用發(fā)展迅速，在許多作物中的應(yīng)用均有報道，在大豆中亦是如此。通過該技術(shù)很多控制大豆重要性狀的QTL乃至基因已被定位。盡管科研工作者不斷地挖掘，投入大量的時間和精力為輔助育種提供如此豐富的信息，在國內(nèi)利用分子標記輔助選擇設(shè)計育種進行高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)大豆品種的選育尚難廣泛應(yīng)用，即這種育種手段并沒有達到理論上預(yù)期的效用。究其原因主要有以下幾個方面：①Q(mào)TL的穩(wěn)定性問題尚未得到很好的解決，影響其選擇的效率；②標記信息容易丟失。標記并不是基因，由于重組使標記與基因分離，導(dǎo)致選擇偏離方向；③QTL定位和效應(yīng)估算的不精確性；④上位性的存在即QTL位點之間以及QTL與環(huán)境之間的互作導(dǎo)致不同環(huán)境、不同背景下選擇效率發(fā)生偏差，尤其對復(fù)雜數(shù)量性狀來說該因素是研究的重點，也是難點；⑤QTL篩選與育種過程相脫離。

解決現(xiàn)階段存在的問題是分子標記輔助選擇育種技術(shù)研究的首要任務(wù)，也決定了該技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。針對上述現(xiàn)象，在分子標記研究中需加強以下工作：①基于基因組功能區(qū)段的新型標記的開發(fā)，尋找與目標QTL或基因緊密連鎖、甚至控制目標性狀的功能標記（EST-SSR和SNP等功能標記）是解決QTL穩(wěn)定性的一個有效途徑。一方面標記的開發(fā)有利于飽和遺傳圖譜的構(gòu)建；另一方面，與隨機標記相比，功能標記與目的基因連鎖更緊密，發(fā)生重組的可能性小，可以降低定位QTL的標記丟失的可能性，進而提高基因型與表現(xiàn)型的一致性；②從全基因組水平對QTL展開研究，包括QTL的數(shù)目、位置、效應(yīng)以及QTL與QTL間、QTL與環(huán)境的互作、QTL的一因多效性等，充分發(fā)掘QTL的信息，選擇最佳組合進行標記輔助選擇；③將常規(guī)選擇與標記輔助選擇相結(jié)合，針對不同性狀的特點，研究高效的選擇方法。如動物育種中采用的兩階段選擇方法，即在早代通過標記輔助選擇提高QTL基因的頻率，在后期世代結(jié)合表型選擇，快速獲得理想的表型；④對常規(guī)育種方法中不同的交配手段展開研究，尋找適合不同育種程序的最佳交配方式，使之能更好的配合分子標記跟蹤選擇，將QTL定位獲得的目標功能基因區(qū)段準確導(dǎo)入受體，為QTL的應(yīng)用及優(yōu)異品種的選育提供基礎(chǔ)，搭建平臺；⑤建立回交導(dǎo)入系，篩選最小標記片段，從而實現(xiàn)分子標記輔助選擇的穩(wěn)定性。

分子標記輔助選擇育種技術(shù)依賴于圖譜密度，統(tǒng)計模型以及性狀的選擇和表型數(shù)據(jù)的精準度。隨著功能標記和隨機標記的不斷開發(fā)及基因組序列信息的有效利用，遺傳連鎖圖譜將不斷完善；功能基因和基因網(wǎng)絡(luò)的挖掘和建立，大豆基因組測序完成后的連鎖群標定和相應(yīng)分子生物信息學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及統(tǒng)計算法的進一步完善，將使繪制大豆單一基因型圖譜成為可能。育種家將根據(jù)基因型圖譜決定哪一染色體區(qū)段由哪一親本遺傳給后代，從而完全控制后代的選擇方向和目標，加快育種進程，使得基因組輔助選擇育種或分子設(shè)計育種成為現(xiàn)實。

*本文為特約稿件。

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