1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
课题意义
大豆是重要的粮、油及饲用作物，我国对大豆有着较高的需求。近年来，随着我国大豆需求量的不断增长，自产大豆早已不能满足国内消费需求，大豆市场依赖进口。在大豆进口量不断增长与国产大豆持续低迷的冲击下，我国大豆产业处于不安全状态。今后，缓解我国大豆生产和需求的突出矛盾,是农业上亟待解决的重要课题。
钾是大豆正常生长和发育所必需的营养元素之一，在大豆的根系生长，抗逆性，干物质积累以及品质形成中发挥重要作用。我国粮食的连年增产，化肥的投入发挥了巨大作用，然而我国钾资源（K2O）基础储量为4.5万t，仅占世界的2.5%，自给困难（孙爱文等，2009）。化肥价格持续走高，农业生产中出现增产不增收的现象，严重打击农民生产的积极性。若要实现在保持与提高单位面积产量的前提下减少肥料的投入，就必须大幅度提高作物养分利用效率（凌宏清等，2016）。因此，通过对不同大豆群体低钾胁迫下特性鉴定，揭示耐低钾生理机理并进行QTL定位分析，阐明其耐低钾胁迫的遗传机制，对培育钾素高效利用种质新资源具有重要意义。
国内外研究概况
钾是大豆的重要养分元素，大豆对钾素反应敏感。在生长发育方面，施钾有利于营养器官中氮的积累（汪自强等，1997），增强植株的抗逆性，促进茎秆健壮生长，增强其抗倒伏能力（李舒凡等，1993）。不同基因型大豆在低钾耐性和缺钾症状上表现出正常、轻、中、重的差异（唐劲驰等，2001），其典型症状是叶片黄化（梁德印等，1986），维管组织发育不良（陈喜凤等，2013）。在产量形成方面，钾素可提高大豆的光合作用强度，增强大豆体内物质合成和运输（杜明等，2012），有利于有机物的积累，显著增加大豆叶片、籽粒中可溶性糖含量（刘长锴等，2016）。在品质形成中，施钾能提高土壤速效钾的含量，促进大豆对营养元素的吸收，增加大豆的百粒重，降低空瘪率（郑淑琴，2001）。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标：
揭示国内外大豆种质资源在低钾素养分胁迫下的耐性差异，筛选出钾素高效利用大豆种质资源，研究大豆种质耐低钾胁迫特性的遗传，定位钾素高效利用QTL，发掘与大豆耐低钾胁迫相关候选基因。
研究内容：
１、大豆种质资源群体耐低钾胁迫的遗传变异特点
利用国内外大豆种质资源构建具有代表性的群体样本，进行钾营养利用效率鉴定，比较不同来源、不同类型大豆种质遗传变异特点。比较国内外大豆种质资源在低钾素养分胁迫下的耐性差异，筛选出钾素高效利用大豆种质资源。
3. 研究的方法与方案
研究方法
１、利用水培法鉴定试验，对由国内外400份，2个大豆重组自交系群体300个家系构成的大豆种质资源代表性样本进行鉴定，获得较全面的大豆种质资源耐低钾素特性的总体水平概念并筛选出钾素高效利用大豆种质资源。
（１）培养条件：试验于温室内进行，由日光灯提供光照，光照强度为350μmol/ (m·s) ，每日光照时间12 h；昼、夜气温分别为25℃和20℃；空气相对湿度为60%~70%；用自动控制电动泵每隔15min加一次氧气，加氧时间为45min，每5d更换1次营养液.
（２）实验材料：分别选取大小一致、籽粒饱满、种皮完整的种子，消毒后采用卷纸法在光照培养箱内 (温度25℃，空气相对湿度60%~70%) 催芽。待大豆幼苗长至两叶一心时，选取长势一致的大豆幼苗，去除子叶后移至10L容量营养箱中培养。试验设2个处理，正常处理（CK）和缺K处理（TK），3次重复。培养液：1/4Hoagland 营养液和Arnon 微量元素混合液，用NaOH或HCl调至6.0。
4. 研究创新点
本实验特色或创新之处
本实验通过对不同大豆群体低钾胁迫下特性鉴定，揭示耐低钾生理机理并进行QTL定位分析和关联分析，得到与耐低钾胁迫显著相关的SNP位点。结合连锁定位和关联分析揭示供试大豆RIL群体在低钾胁迫下的遗传特点，筛选具有优异等位变异的重组自交家系，阐明其耐低钾胁迫的遗传机制，对培育钾素高效利用种质新资源具有重要意义。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展
2018年９月-201９年１月：文献阅读，准备工作201９年２月-４月：水培鉴定实验，数据记录及处理、QTL定位、候选基因发掘2019年5月：论文撰写，项目结题验收。预期研究成果
(1) 筛选出在低钾条件下表现优异的大豆种质资源。(2) 发掘耐低钾逆境的重要QTL，根据QTL定位结果，筛选相关候选基因。
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