【摘 要】
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大豆[Glycine max（L.）Merr.]是重要的植物蛋白和食用植物油来源,在国民经济发展中具有重要的作用。大豆育成品种是大豆生产中的最重要部分,研究大豆育成品种及其种质资源的遗传多样性与群体遗传结构对大豆育种及品种改良具有重要指导意义。黄淮海是我国第二大产区,在我国大豆生产中发挥了关键作用。近年来基因组测序逐渐步入高通量,高精度的阶段,在作物种质资源及育种改良中发挥了极大的作用。本论文利用
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大豆[Glycine max（L.）Merr.]是重要的植物蛋白和食用植物油来源,在国民经济发展中具有重要的作用。大豆育成品种是大豆生产中的最重要部分,研究大豆育成品种及其种质资源的遗传多样性与群体遗传结构对大豆育种及品种改良具有重要指导意义。黄淮海是我国第二大产区,在我国大豆生产中发挥了关键作用。近年来基因组测序逐渐步入高通量,高精度的阶段,在作物种质资源及育种改良中发挥了极大的作用。本论文利用高通量测序手段,对黄淮海北部地区包括北京、山东、河北、河南四省近年来新育成品种及相关种质共123份大豆材料进行了全基因组测序。统计分析了变异结果并进行了群体遗传学分析,为大豆育种以及大豆分子生物学研究提供参考。主要研究内容如下:1.对123份黄淮海大豆育成品种重测序获得了743G的原始数据,以Williams82（v2.1）为参考基因组,测序平均深度10.31X,样本各自比对到参考基因组后的平均基因组覆盖度为95.56%,群体变异检测共得到3105465个SNP和691571个In Del,基因组中平均每kb存在32.83个SNP,SNP注释统计显示发生在CDS区域的同义突变51749个,非同义突变65142个。这些SNP共导致了37754个基因突变。In Del注释显示,发生在CDS区域的密码子插入突变最多,为2887个,起始密码子和终止密码子的突变最少,合计318个。这些In Del共导致了9339个基因的突变。检测到的5871个SV引起了8871个基因的变异。2.群体遗传结构分析按聚类分析可分为三大类,其中类群Ⅰ包含47份样本,除北京、河北各一份外,皆来自河南和山东两省;类群Ⅱ包含23份样本,可分为两个亚群,其中一个亚群主要由北京的样本构成,形成了小规模的聚类;类群Ⅲ包含53份样本,可分为四个亚群,各省份样本均有,未发现与来源相关的明显聚类。STRUCTURE聚类结果显示,共分成九类,其中第一、二、八、九类群除一份来自河北外,均来自河南和山东,这与聚类分析的类群Ⅰ相对应.第三类群来自北京河南两省。第四类群的18个样本则包含全部省份。第五类群全部由北京的样本组成,这与类群Ⅱ中,北京样本构成亚群相对应。第六、七类群除一份北京样本外,均来自河北省。在STRUCTURE分析的结果中,来自同北京、河北的样本发生了比较明显的独立聚类。而在PCA分析中,这一结果得到了部分印证,在PC1中,北京的部分样本发生了比较明显的小规模聚类,而河北省的样本则全部在第二、三象限。反观河南、山东的样本则无明显分布规律。3.基于SNP数据的Fst值和π值计算分析表明,四省大豆育成品种河南省平均核苷酸多样性最高（π=0.0027）,北京省最少（π=0.0017）,河南省大豆育成品种的遗传多样性最丰富,山东省次之,北京省的遗传多样性最低。Fst值则揭示了山东省和河南省样本的群体分化系数最低为0.031,同时山东省与北京、河北两省的分化系数分别为0.034和0.033,说明山东省的育成品种与这三省的分化不大,推测是由于山东省品种多作为亲本进行选育导致。而河南与北京、河南与河北的分化系数最高,表示河南省育成品种与北京、河北两省的杂交较少,对北京、河北两省的大豆育成品种来说,河南省的育成品种有较丰富的遗传多样性,同时连锁不平衡分析也验证了河南省育成品种的遗传多样性最高,可作为优良育种的候选亲本。
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