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大多数农艺、品质性状是由多基因控制的复杂性状,并且往往受到环境互作的高度影响。连锁定位和关联定位是解析复杂性状遗传结构的两种常用方法,基于双亲本分离群体的连锁定位方法,只能鉴定两亲本之间的多态性基因位点,而基于自然群体的关联分析方法,能够检测同一位点的多个等位变异。连锁定位初步确定目标性状QTL的位置,关联分析可快速对目标基因进行精细定位,关联分析和连锁定位可以相互补充。巢式关联作图(Nested Association Mapping,NAM)群体,是由一个共同亲本与其他多个亲本分别杂交而构建的多个重组自交系群体的总和,利用了多亲本之间更多的遗传变异以及群体大小增加,NAM成为解析复杂性状解剖的很有发展前景的多亲本遗传设计。该群体的亲本数目相对有限,其中一个共同亲本是固定的,能够相对较好地区分群体结构,在进行关联分析时,可以考虑群体结构对关联结果造成的影响。NAM群体成为解析复杂性状的多亲本遗传设计之一。本研究构建了具有共同亲本(M8206)的四个大豆重组自交系群体(LM、ZM、MT和MW),整合为一个 LZTWM 群体,并利用 RAD-seq(Restriction-site associated DNA-sequnencing)技术进行SNP标记基因分型,经过2012年～2014年五个不同环境下的田间试验。LZTWM群体的五个亲本临河、正阳、通山、WSB、蒙8206的遗传构成覆盖了该群体623个家系的所有表型变异,通过LZTWM群体的QTL定位来揭示五个亲本的开花期、百粒重、油脂含量与蛋白质含量等性状的遗传构成,并从中探索五个亲本的重组潜力。主要研究结果如下:1 RTM-GWAS是大豆LZTWM群体的高效定位方法为了鉴定高效解析NAM群体复杂数量性状遗传结构的分析方法,首先以大豆LZTWM群体开花期性状为研究对象,比较了具备分析软件的5个QTL定位方法的检测结果。其中以SNP连锁不平衡区块(SNP linkage disequilibrium block,SNPLDB)作为复等位变异的基因组标记的限制性二阶段多位点全基因组关联分析方法(restricted two-stage multi-locus genome-wide association study,RTM-GWAS)提供 了最好的定位结果,该方法检测到最多的开花期QTL(139个)和等位变异(496个),除3个遗传贡献率较低的QTL以外,RTM-GWAS方法基本上覆盖了其他4个定位方法CIM(7个)、MCIM(15个)、JICIM(7个)和MLM-GWAS(6个)的所有QTL位点。RTM-GWAS方法定位的开花期QTL遗传贡献率总和最高(81.7%),并且体现了 LZTWM群体具有复等位变异的基本特征(每个位点2-5个等位变异)。因此,RTM-GWAS方法是本研究LZTWM群体中能够提供较多遗传信息的QTL定位方法,本研究将RTM-GWAS方法用于下文中进一步深度解析LZTWM群体中开花期、百粒重、油脂含量与蛋白质含量等性状的遗传构成。2大豆LZTWM群体开花期性状的遗传构成及其五个亲本的重组潜力在LZTWM群体全基因组55,936个SNP标记,被划分为6,137个SNPLDBs标记。在此基础上,采用RTM-GWAS两阶段关联分析方法,来解析LZTWM群体中开花期性状的遗传构成。根据多环境联合方差分析,遗传变异解释开花期表型变异为97.6%。该群体检测到的139个开花期主效QTL/SNPLDB,分布在大豆所有20条染色体上,其中84个QTL是本研究中新检测到的,每条染色体上具有2个(Chr.09)至12个(Chr.06、Chr.10和Chr.13)QTL,表型变异解释率在0.03%-18.27%之间,共解释81.7%表型变异。其中9个大贡献主效QTL(贡献率大于1.0%)共解释53.2%的表型变异;其余130个小贡献主效QTL(贡献率小于1.0%)共解释28.5%的型变异,剩余15.9%的遗传变异来源于未定位到的微效QTL。QTLX环境互作与试验误差在表型变异中所占比例较小,解释3.4%表型变异。LZTWM群体的623家系及其五个亲本的139个QTL的496个等位变异效应,组成开花期QTL-allele矩阵,全面显示了 LZTWM群体及其五个亲本开花期的遗传构成,大多数等位变异(91.53%)的效应值在-2 d至+2 d之间。所有家系及其亲本均由减效和增效等位变异构成,表明开花期改良存在很高的重组潜力。基于LZTWM群体的139个开花期QTL,推测出控制大豆开花期的包含126个基因的候选基因体系,共解释79.44%的表型变异,表明大豆开花期是一个典型的数量遗传性状,而不是由少量主基因控制。3大豆LZTWM群体百粒重性状的遗传构成及其五个亲本的重组潜力基于LZTWM群体全基因组6,137个SNPLDBs标记,采用RTM-GWAS两阶段关联分析方法,来解析该群体中百粒重性状的遗传构成。根据多环境联合方差分析,遗传变异解释百粒重表型变异为97.7%。该群体检测到的119个百粒重主效QTL/SNPLDB,分布在大豆所有20条染色体上,其中30个QTL是本研究中新检测到的,每条染色体上具有1个(Chr.14、17)至13个(Chr.06)QTL,表型变异解释率在0.06%-7.06%之间,共解释84.6%表型变异。其中18个大贡献主效QTL(贡献率大于1.0%)共解释49.4%的表型变异;其余的101个小贡献主效QTL(贡献率小于1.0%)共解释35.2%的型变异,剩余13.1%的遗传变异来源于未定位到的微效QTL。QTLX环境互作与试验误差在表型变异中所占比例较小,解释2.3%表型变异。LZTWM群体的623家系及其五个亲本的119个QTL的407个等位变异效应,组成百粒重QTL-allele矩阵,全面显示了 LZTWM群体及其五个亲本百粒重的遗传构成,大多数等位变异(93.86%)的效应值在-2 g至+2 g之间。所有家系及其亲本均由减效和增效等位变异构成,表明百粒重改良存在很高的重组潜力。基于LZTWM群体的119个百粒重QTL,推测出控制大豆百粒重的包含92个基因的候选基因体系,共解释65.82%的表型变异。4大豆LZTWM群体油脂含量性状的遗传构成及其五个亲本的重组潜力基于LZTWM群体全基因组6,137个SNPLDBs标记,采用RTM-GWAS两阶段关联分析方法,来解析该群体中油脂含量性状的遗传构成。根据多环境联合方差分析,遗传变异解释油脂含量表型变异为90.2%。该群体检测到的128个油脂含量主效QTL/SNPLDB,分布在大豆所有20条染色体上,其中35个QTL是本研究中新检测到的,每条染色体上具有1个(Chr.12)至17个(Chr.17)QTL,表型变异解释率在0.02%-6.1 6%之间,解释58.1%的油脂含量表型变异。其中13个大贡献主效QTL(贡献率大于1.0%)共解释29.6%的表型变异;其余的115个小贡献主效QTL(贡献率小于1.0%)共解释28.5%的型变异,剩余32.1%的遗传变异来源于未定位到的微效QTL。QTL×环境互作与试验误差解释9.8%的油脂含量表型变异。LZTWM群体的623家系及其五个亲本的128个QTL的422个等位变异效应,组成油脂含量QTL-allele矩阵,全面显示了 LZTWM群体及其五个亲本油脂含量的遗传构成,大多数等位变异(88.86%)的效应值在-0.5%至+0.5%之间。所有家系及其亲本均由减效和增效等位变异构成,表明油脂含量改良存在很高的重组潜力。基于LZTWM群体的128个油脂含量QTL,推测出控制大豆油脂含量的包含106个基因的候选基因体系,共解释51.57%的表型变异。5大豆LZTWM群体蛋白质含量性状的遗传构成及其五个亲本的重组潜力基于LZTWM群体全基因组6,137个SNPLDBs标记,采用RTM-GWAS两阶段关联分析方法,来解析该群体中蛋白质含量性状的遗传构成。根据多环境联合方差分析,遗传变异解释蛋白质含量表型变异为85.0%。该群体检测到的112个蛋白质含量主效QTL/SNPLDB,分布在大豆所有20条染色体上,其中38个QTL是本研究中新检测到的,每条染色体上具有1个(Chr.09、12、17)至14个(Chr.06)QTL,表型变异解释率在0.02%-3.94%之间,解释46.9%表型变异。其中10个大贡献主效QTL(贡献率大于1.0%)共解释19.4%的表型变异;其余的102个小贡献主效QTL(贡献率小于1.0%)共解释27.4%的型变异,剩余38.1%的遗传变异来源于未定位到的微效QTL。QTLX环境互作与试验误差解释15.0%的蛋白质含量表型变异。LZTWM群体的623家系及其五个亲本的112个QTL的371个等位变异效应,组成蛋白质含量QTL-allele矩阵,全面显示了 LZTWM群体及其五个亲本蛋白质含量的遗传构成,大多数等位变异(90.84%)的等位变异效应值在-1.0%至+1.0%之间。所有家系及其亲本均由减效和增效等位变异构成,表明蛋白质含量改良存在很高的重组潜力。基于LZTWM群体的112个蛋白质含量QTL,推测出控制大豆蛋白质含量的包含94个基因的候选基因体系,共解释42.46%的表型变异。