绿豆产量相关性状的遗传解析：基于QTL测序方法的综合研究

为解决绿豆产量性状遗传基础不明的问题，研究人员通过构建重组自交系(RIL)群体，结合GCIM/MQM/ICIM三种QTL定位方法，在3种环境下鉴定出120个与百粒重(HSW)、单荚粒数(SPP)、荚长(PL)、荚宽(PW)和单株产量(YP)相关的QTL，其中10个为环境稳定的核心QTL，并预测了候选基因，为分子设计育种提供理论框架。

　　

绿豆作为兼具营养价值和生态效益的短周期豆科作物，在全球粮食安全体系中扮演着独特角色。其种子富含蛋白质（24-28%）和抗氧化活性物质，既是亚洲传统饮食的重要补充，又是"药食同源"的功能性作物。然而令人担忧的是，尽管全球栽培面积持续扩大，绿豆单产却长期停滞在1.2吨/公顷的低水平，成为制约产业发展的关键瓶颈。这种低产现状与两大科学问题密切相关：其一，产量构成性状如百粒重(HSW)和单荚粒数(SPP)受多基因调控且易受环境影响，遗传机制复杂；其二，现有研究中稳定可靠的产量相关数量性状位点(QTL)报道不足，分子育种缺乏精准靶点。

针对这一科学难题，太原师范学院生物科学与技术学院的研究团队在《Journal of Plant Physiology》发表重要成果。该研究选用具有显著表型差异的绿豆地方品种SX36（高产型）和AH20（低产型）构建包含233个家系的重组自交系(RIL)群体，通过多环境表型鉴定与高通量基因型分析，系统解析了5个核心产量性状的遗传架构。

研究采用三大关键技术：首先，在山西、河南和山东三地设置重复试验，获取HSW、SPP、PL、PW和YP的表型数据；其次，运用基因组水平复合区间定位(GCIM)、多QTL映射(MQM)和包容性复合区间定位(ICIM)三种算法进行交叉验证；最后基于绿豆参考基因组Vradi_ver6进行候选基因预测。

【Recombinant inbred line population】
通过单粒传法构建的RIL群体覆盖绿豆7条染色体，基因型分析显示多态性标记均匀分布。亲本SX36在所有测试性状上均显著优于AH20（P<0.01），如百粒重相差达42.6%，为QTL定位提供理想材料基础。

【Phenotypic characterization】
三环境表型分析揭示所有性状均呈现连续变异且符合正态分布，广义遗传力达74.21-79.16%，证实遗传因素主导表型变异。值得注意的是，PL与HSW、SPP均呈显著正相关（r=0.68和0.59），暗示荚形态可能是产量提升的关键突破点。

【QTL定位结果】
共检测到120个QTL，包括33个HSW-QTL和20个YP-QTL。其中10个QTL（如qHSW5-3和qYP7-3）在三环境和三种算法中均被重复检测，LOD值最高达8.92，表型贡献率(R²)介于10.3-15.8%。这些"核心QTL"集中在2、5、7号染色体，形成3个产量性状调控热点区域。

【候选基因分析】
在qHSW5-3区间预测到种子发育关键基因VrCYCD3（细胞周期调控子）和VrSWEET10（糖转运蛋白）。qPL7-3内发现与细胞伸长相