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大豆（Glycine maxL.Merri）是我国重要的油料作物和植物蛋白的来源。目前，由于我国大豆供需矛盾日益突出，高产品种培育对我国大豆生产具有重要意义。大豆产量由单荚粒数、种子大小、荚密度、株型和光合利用率等多种因素共同决定，且每个性状往往受到多基因的调控，遗传机制复杂。解析这些性状的调控位点，研究其分子作用机制，并对重要优异等位基因进行整合成为选育高产品种的关键。全基因组关联分析（genome wide association study，GWAS）可通过高密度分子遗传标记和表型性状的关联，在全基因组鉴定出与性状关联的QTL，是研究动植物复杂性状的重要手段。本论文首先在全基因组水平上对大豆复杂农艺性状的遗传调控位点进行了解析，进而通过分子生物学和比较基因组的手段对部分性状的控制基因进行了鉴定。具体研究内容可分成三大部分:一、通过GWAS鉴定出大量与产量和品质相关的关联区间，并利用这些区间构建了大豆遗传调控网络;二、利用图位克隆和关联分析相结合的方法克隆了大豆四粒荚调控基因Ln并进行了初步功能分析;三、通过同源比对克隆了大豆中与叶绿素降解相关的一对重复基因，D1和D2，同时对D1和D2的作用机制进行了初步研究。 在第一部分研究中，我们利用二代测序技术对809份大豆材料进行了重测序，平均测序深度超过8.3×。获得10，699，033个SNP和1，154，295个小片段插入缺失(≤6 bp)。同时在3年6个点，观察统计了包括颜色、株型、生长期和种子相关的46个产量性状以及与油含量、蛋白质含量相关的39个品质性状。相关性分析发现不同表型之间存在不同程度的相关，尤其同一类性状间更为明显。通过传统的GWAS分析及去除主效效应发掘微效位点的方法，我们共鉴定出1，757个显著性关联位点。进而根据不同调控位点间的连锁不平衡，我们构建出不同性状的遗传调控网络，该调控网络很好地解释了不同性状的遗传结构。 单荚粒数是影响大豆产量的重要性状，为了克隆控制该性状的主效基因，我们在第二部分研究中通过单粒荚和二粒荚比例比较高的品种韩2296与三粒荚和四粒荚比例较高的品种绿宝石杂交，构建了由1，868个单株组成的F2群体，利用图位克隆和关联分析相结合的方法克隆了大豆粒荚调控基因Ln。转录组数据分析表明，Ln主要在分生组织、幼嫩的叶片、花芽、豆荚和种子中表达。随着这些器官的发育，Ln的表达量会逐渐减少。结合细胞学观察结果，可以推论Ln主要在早期通过调控细胞的分裂方式来影响植株的发育。通过对195个栽培品种基因型的地理分布分析，发现ln突变型材料的应用主要集中在我国东北地区，其他地区还未充分开发利用。分析Ln两侧序列发现其处于一段700 KB的高连锁区间内，说明Ln在育种过程中受到强烈的人工选择。 在第三部分研究中，我们主要对大豆滞绿突变型材料d1d2进行了研究。该突变型材料在植株衰老时期，叶片和种子仍保持绿色不变。液相色谱检测结果表明，在突变型材料中，叶绿素a和b的含量在衰老时期仍有较高残留，同时突变型材料的光合速率下降也较野生型缓慢。实时定量PCR检测与叶绿素降解以及衰老相关的基因表达发现，滞绿突变型材料的叶绿素降解和衰老过程受到影响。结合已知区间信息和同源比对结果推断D1、D2的候选基因分别为Gm01g42390和Gm11g02980。为了验证其功能，我们构建了它们的过表达载体，并转入了该基因在拟南芥中同源基因的滞绿突变体nye中，发现它们能够恢复突变体衰老黄化表型，由此证明Gm01g42390和Gm11g02980编码D1和D2。另外，我们还对d2突变型材料中的插入转座子GmD2IN进行深入分析。结果显示，GmD2IN在基因组上的分布特征明显区别于普通转座子。GmD2IN在染色体臂区的数目高于着丝粒区，并且有17％的GmD2IN插入到了基因注释区。 总之，我们利用GWAS在全基因组水平上对重要产量品质性状的调控位点进行了解析，并利用显著性关联位点构建了性状间的遗传关联网络。另外，我们对大豆中与单荚粒数和滞绿相关的三个基因进行了克隆和功能研究。这为大豆高产优质分子设计育种奠定了基础。