大豆（Glycine max）是一个重要蛋白质和膳食油作物,在世界粮食产量中排名第四,对我国生产和生活具有重要战略意义。种植大豆的氮源包括人工施肥和生物固氮。由于氮肥不仅生产成本高,而且利用率低,造成环境污染,因此提高生物固氮效率具有重要意义。由于我国幅员辽阔,为了满足不同气候和地理环境的种植,选育出大量的大豆品系,不同大豆品系都有各自独特的遗传多样性。因此,构建主要栽培大豆品系的高质量参考基因组很有意义,不仅可以用于比较基因组分析鉴定其品系特异性性状的遗传基础,而且可以用于研究大豆品系之间遗传进化关系。除此之外,高质量参考基因组也可以支撑研究基因表达调控。冀豆17（Ji Dou 17,JD17）是黄淮海地区广泛种植的高产优质品种。本研究构建了JD17的高质量基因组,解析了其染色体序列,进行了精准的基因注释。在此基础上,对JD17基因组与其他大豆品系基因组进行了比较分析和DNA甲基化分析。研究成果包括:第一、首次完成了冀豆17高质量基因组构建与注释。在本研究中,选取了冀豆17这个优良品种,基于单分子实时测序（the single-molecule real-time,SMRT）技术,进行全基因组测序。结合高通量染色体构象捕获技术（High-throughput chromosome conformation capture,Hi-C）,构建了具有高连续性,完整性和准确性的染色体水平基因组。其基因组大小为965.8Mb,contigs N50长达18.0Mb。然后,通过结合RNASeq和Iso-Seq数据,共鉴定了59629个基因位点（其中包含56620个蛋白编码基因）和235109个全长转录本（223736个蛋白编码转录本）,其编码基因占全基因组大小的的28.75%。第二,通过将冀豆17的参考基因组与三个已发表的大豆基因组（威廉82,中黄13和W05）进行全基因组比较分析,冀豆17中发现五个大型特异性倒置（Inversion）和两个特异性易位（Translocation）事件。冀豆17相对于威廉82,中黄13和W05,分别鉴定到了20984,22818和36958个存在缺失变异（Presence and Absence Variations,PAVs）,1695741,2675463和3664629个单核苷酸变异（Single Nucleotide Variants,SNVs）,213509,324109和391977个小的插入变异（Insertions）,233180,375149和408512个小的缺失变异（Deletions）。第三、利用同源关系鉴定了四个大豆中的共生固氮基因,结果在JD17中鉴定到了331个可信度较高的共生固氮的同源基因,有5个基因未鉴定到,发生了丢失。进一步比较分析发现冀豆17基因组中有9个共生固氮同源基因的编码序列与其他3个物种中的同源基因表现出较大差异。第四、通过对根瘤发育过程中10个不同时期的全基因组DNA甲基化测序,分析了根瘤发育整个过程中的动态甲基化水平,通过进一步与转录组关联分析发现在根瘤入侵大豆根组织后,DNA甲基化水平发生了明显的改变,导致部分基因表达水平出现显著差异。通过对差异基因的功能分析表明,DNA甲基化在根瘤和固氮过程中发挥了重要的作用,尤其是在大豆与根瘤菌的共生、低氧、运输、结瘤相关方面的生物学过程。同时,发现根瘤组织相对于正常根组织,在发育后期的甲基化水平与基因表达量之间的相关性呈现相反的趋势。最后,通过共生固氮基因的基因表达和DNA甲基化水平分析,探究了DNA甲基化对基因表达的调控关系,共鉴定到了31个共生固氮基因表型出明显的差异甲基化和差异表达,并发现在根瘤发育后期高表达的3个共生固氮基因,在启动子区域均发生了去甲基化现象。总之,冀豆17的高质量基因组组装,不仅仅为大豆的比较基因组提供了一个新的资源,也对大豆的遗传多样性,功能基因组学研究提供了有价值的参考。与已发表三个大豆基因组的比较分析,鉴定了大量品系间的遗传差异、为大豆的遗传多样性和品种的特异性遗传特征解析提供了一定基础。通过鉴定根瘤发育过程的甲基化水平的动态过程,为共生固氮的研究提供了一个新的视野。每个大豆品系都有自己的遗传多样性,更多更好的大豆基因组的有利于增强大豆的比较基因组分析,挖掘大豆重要的农艺性状基因,为大豆的遗传育种提供更多的资源。