随着人们对无公害绿色食品和环境保护意识的日益增强,抗虫育种逐渐被人们所重视。我国南方大豆害虫种类多,常造成严重的经济损失。豆卷叶螟、筛豆龟蝽和斜纹夜蛾是我国南方大豆上的主要害虫。目前已对大豆抗斜纹夜蛾进行了较深入的研究,继续探讨大豆对豆卷叶螟和筛豆龟蝽的抗性鉴定方法,筛选优异抗源,研究其抗性遗传机制,对开展我国南方大豆抗虫育种具有重要的理论与实践意义。本文从资源鉴定、遗传分析和QTL定位三个层次对大豆抗豆卷叶螟和筛豆龟蝽进行了研究,所获结果包括如下:1大豆抗豆卷叶螟和筛豆龟蝽的资源鉴定(1)豆卷叶螟抗性鉴定:1)治虫和品种两因子裂区试验表明豆卷叶螟危害可导致大豆品种平均减产26.27%,但受害处理的百粒重与对照无显著差异,外观品质也无显著差异;2)对虫包数、卷叶率和籽粒产量三个抗性鉴定指标进行了比较,确定在田间自然危害条件下以卷叶率为最佳抗性指标;3)2004-2006三年用卷叶率指标评价了从国内外大批资源中筛选出的58份抗、感食叶性害虫的大豆材料对豆卷叶螟的抗性稳定性,并用网室人工接虫试验验证了田间鉴定结果的可靠性,抗性鉴定结果表明,品种间、年份间、观察日期间、品种×观察日期和品种×年份都有极显著的差异;4)筛选出监利牛毛黄、吴江青豆3、沔阳白毛豆、丰平黑豆和安陆小黄豆等高抗种质,临沂糙绿豆、Morsoy、Bethol、Dare和皖82-178等高感种质,并建议把其分别作为高抗和高感标准品种;5)2006年全国抽样的387份材料抗性结果表明,地方品种和育成品种中高抗材料都有较高的频率;品种抗性程度与品种来源地的地理纬度呈显著负相关。株高高、开花期晚、成熟期晚、茸毛斜立型或紧贴型的品种较抗虫。(2)筛豆龟蝽抗性鉴定:1)确定按茎秆黑霉程度结合叶片紫斑数进行抗性分级;2)鉴定了从国内外大批资源中筛选出的58份抗、感食叶性害虫的大豆材料对筛豆龟蝽的抗性,发现品种间、观察日期间和品种×观察日期都有极显著差异;3)筛选出PI227687、安陆小黄豆、花柒黄毛豆和沔阳白毛豆等高抗种质,临沂糙绿豆、大黑豆、Morsoy、黄皮小青豆和皖82-178等高感种质,并建议把其分别作为高抗和高感标准品种。(3)豆卷叶螟、筛豆龟蝽和斜纹夜蛾抗性的相关性分析及兼抗资源鉴定:1)发现大豆对豆卷叶螟的抗性和对筛豆龟蝽的抗性高度正相关(r=0.92),而与对斜纹夜蛾的抗性负相关(r=-0.46),特别表现在豆卷叶螟和筛豆龟蝽的多数高感、高抗品种与斜纹夜蛾的正好相反;2)结合前人的研究结果筛选出具有较高的田间综合虫种抗性又具有较高的对豆卷叶螟、筛豆龟蝽和斜纹夜蛾单一虫种抗性的大豆种质PI227687、中豆14、日本、南农89-30和吴江青豆3,但除PI227687外,其它种质对三种害虫不全是高抗;3)筛选出高抗豆卷叶螟和筛豆龟蝽但高感斜纹夜蛾的大豆种质沔阳白毛豆、丰平黑豆、监利牛毛黄、枞阳猴子毛、巨县秋豆A和安陆小黄豆,同时筛选出高抗斜纹夜蛾但高感豆卷叶螟和筛豆龟蝽的大豆种质Lamar、PI171451、PI229358、矮秆黄、黄皮小青豆和山东大豆。2大豆抗豆卷叶螟和筛豆龟蝽的遗传分析(4)应用三个抗感杂交组合[科丰1号×南农1138-2(NJRIKY)、皖82-178×通山薄皮黄豆甲(NJRIWT)和苏88-M21×新沂小黑豆(NJRISX)]衍生的重组自交系群体,在田间自然虫源条件下,2004-2006年鉴定了大豆抗豆卷叶螟的植株反应:1)验证了9月上旬卷叶率为鉴定大豆对豆卷叶螟抗性的最佳指标;2)NJRIKY、NJRIWT和NJRISX三个群体抗性遗传分离分析结果,一致表明大豆对豆卷叶螟的抗性符合两对主基因+多基因的混合遗传模型,主基因遗传率分别为51.0%、80.5%和56.3%,多基因遗传率分别为39.1%、11.4%和29.1%。两对主基因的作用方式表现组合间有差异。(5)以NJRIKY和NJRIWT为材料,2004-2006三年在田间自然虫源下鉴定了筛豆龟蝽抗性,发现NJRIKY和NJRIWT两重组自交系群体对筛豆龟蝽的抗性分别由三对和两对主基因控制。3大豆抗豆卷叶螟和筛豆龟蝽的QTL分析(6)Mapmaker/Exp(3.0)在分子标记数量大时(多于500个)往往出现所绘制连锁图谱图距偏大的现象。本文从标记分群和标记排序两个遗传作图环节分析原因并概括出以下两个实施要点:1)标记分群不应强求同一LOD值,对特殊的连锁群可试用不同LOD值;2)在标记排序时,一次order命今后用ripple命令反复梳理有时并不能获得最佳排列顺序,而应多次使用order,每次order后用ripple反复梳理,经反复比较才能得出最佳的排列顺序,必要时还须结合人工调整。(7)豆卷叶螟抗性QTL定位发现:1)NJRIKY的抗性位点较多主要位于D1a、H、C2、D1b和O连锁群上,NJRIWT抗性QTL主要位于H、D1b和O连锁群上,NJRISX抗性QTL主要位于D1a连锁群上;2)抗虫QTL的抗性等位基因多数来自抗虫亲本南农1138-2、通山薄皮黄豆甲和苏88-M21;3)NJRIKY和NJRISX位于D1a连锁群上的qRLP-d1a-1处于相同区间且都是最主要的抗性QTL;4)NJRIKY和NJRIWT位于H连锁群上的qRLP-h-2处于相同区间且都是最主要的抗性QTL,NJRIKY和NJRIWT位于D1b连锁群上的qRLP-d1b-2也处于相同区间;5)大豆对豆卷叶螟抗性的QTL定位,在群体间、指标间、年度间、日期间能相互验证,说明QTL存在的真实性,QTL附近的标记有望用于标记辅助选择育种。(8)筛豆龟蝽抗性QTL定位发现:1)2004-2006三年NJRIKY群体均检测出的qRMC-d1a-1位于D1a连锁群,贡献率为7.6%-31.4%;2005和2006两年均检测出的qRMC-c2-1位于C2连锁群,与环境有互作,效应相对较小,抗性等位基因都来自南农1138-2;2)NJRIWT群体连锁群H上的qRMC-h-1在三年中都被检测到,贡献率为16.3%-36.2%,D1b连锁群上的qRMC-d1b-2在2004和2005年被检测到,效应相对较小,抗性等位基因都来自通山薄皮黄豆甲;3)本研究中两个群体抗性位点基本上是不同的。(9)豆卷叶螟抗性与筛豆龟蝽抗性QTL定位结果比较:筛豆龟蝽抗性检测出的QTL较少,但检测出的重要QTL与豆卷叶螟的重要QTL位于相近区间。NJRIKY群体中包括位于D1a连锁群上相同区间A947V-Satt482的qRMC-d1a-1和qRLP-d1a-1,位于C2连锁群上相同区间A748V-A397I的qRMC-c2-1和qRLP-c2-1;NJRIWT群体中包括位于H连锁群上相同区间Satt181-Satt434的qRMC-h-1和qRLP-h-2。(10)茸毛着生性状的基因定位及其与豆卷叶螟抗性位点的关系:1)利用重组自交系群体分别从关联分析和QTL定位两方面明确了大豆茸毛着生状态与豆卷叶螟的抗性存在密切联系,茸毛紧贴、茸毛斜立是抗性性状,而茸毛直立是感虫性状;2)茸毛紧贴、茸毛斜立比茸毛直立能提高27%-46%的抗性;3)大豆茸毛着生状态的基因在NJRIKY和NJRISX中都被定位在D1a上,且都处于qRLP-d1a-1所在的位置。