中国不同地区大豆育成品系的特点分析及品种选育方向的探讨

应用2004年国家大豆品种区域试验数据,对全国166个参试品系的株高、主茎节数、主茎分枝数、产量等8个主要农艺性状进行聚类分析,对同一生态区的品系进行主成份分析,对粗蛋白含量和粗脂肪含量与纬度进行回归分析。结果表明,参试品系可分为6个特性不同的组群,组群间各性状的差异主要源于不同生态区之间育种目标的差异;不同生态区主成份个数和主成份因子不同;粗蛋白含量和粗脂肪含量与纬度均存在一元线性关系,相关系数分别为0.4991和0.2868,回归模型分别为Y=46.4183-0.1357ⅹ1和Y=18.1613+0.05014ⅹ2。研究结果以期为我国不同生态区大豆品种选育提供理论依据及为国家区试点分布的调整提供参考。

高产大豆新品种中黄40的选育及栽培要点

中黄40是由中国农业科学院作物科学研究所育成的高产大豆新品种。该品种产量高,在山东省区试中两年平均产量为193.33kg,较对照品种鲁豆11号增产12.4%;籽粒大小均匀,商品性好;具有抗倒伏,不裂荚,落叶性好,稳产性好等特点。适合在鲁南、鲁西南、鲁中、鲁北和鲁西北等地区夏播种植。

开花后不同光周期条件下大豆农艺性状和品质性状的QTL分析

以开花期相近的181个大豆重组自交系(RIL)为材料,研究开花后不同光照长度对大豆主要农艺性状的影响,并在利用SSR标记构建大豆遗传图谱的基础上,分别在长日(16h)和短日(12h)条件下检测与主要农艺性状及其光周期敏感度(PS)相关的QTL。结果表明,开花后光照处理对大豆农艺性状和品质性状有较大影响,不同性状的光周期敏感度差异明显,株高>主茎节数>蛋白质含量、脂肪含量>百粒重>单株荚数>蛋白质和脂肪总量。利用复合区间作图法检测到12个与株高、主茎节数、单株荚数、百粒重、蛋白质和脂肪总量等性状及各性状对开花后光周期处理的敏感度相关的QTL,分别定位于A1、A2、B1、B2、C1、D1a、F、L等8个连锁群上。其中,在短日条件下检测到4个QTL,可解释的遗传变异范围在11.37%～26.63%之间;在长日条件下检测到3个QTL,可解释的遗传变异范围在11.84%～27.85%之间;检测到5个与不同性状光周期敏感度有关的QTL,可解释相对应性状表型变异的范围在6.15%～21.44%之间。针对同一性状,未检测到在长日和短日条件下均起作用的主效QTL,说明开花后光周期对大豆产量和品质性状相关基因的表达有较大影响。

航天搭载和离子束注入对大豆诱变效应的初步研究

以北方春大豆主栽品种绥农14的干种子为材料,分别进行航天搭载和低能离子束注入处理。其中,航天搭载在实践八号返回式卫星上完成,离子束注入采用能量为30keV的氮离子,设置4×1016、8×10161、2×1016和16×1016N+/cm2等4个注量水平,在相同种植条件下对航天搭载和低能离子束注入处理M1代的生物学效应和M2代的变异频率进行研究,以比较两种诱变育种手段诱变效应的异同。结果表明,航天搭载处理M1代的出苗率、株高、单株荚数、单株粒数等与注量分别为4×1016和8×1016N+/cm2的离子束注入处理无显著差异。航天搭载处理M2代的总变异频率为4.41%,离子束注入处理M2代总变异频率的平均值为5.02%,两种处理间差异不显著;两种处理M2代中均有早熟、不育、多小叶、矮化、畸形茎、圆形叶片等变异类型,这些相同变异类型的总频率占航天搭载总变异频率的比例为97.3%,占离子束辐照处理总变异频率的比例为89.0%。鉴于两种处理的诱变频率和突变类型相近,但航天搭载的成本高,建议在大豆诱变育种中,可考虑选用离子束注入。

广适应大豆品种中黄13的光周期反应

中黄13是我国目前种植面积最大的大豆品种,适宜推广范围覆盖黄淮海流域夏大豆区、北方春大豆区、南部和南方多作大豆区部分区域,表现出较强的适应能力。为分析中黄13广适应的机制,在不同光周期条件下研究中黄13开花期、成熟期等生育期性状,株高、节数、分枝数等农艺性状和蛋白质含量、脂肪含量等品质性状对光周期的反应,比较中黄13不同性状间以及中黄13与成熟期相近的品种中黄24和凤交66-12间光周期反应敏感性的差异,并分析中黄13在各级区域试验中的产量稳定性,以期为中黄13的进一步推广和广适应大豆新品种选育提供理论依据。结果表明:中黄13在短日照(12h)、长日照(16h)和北京自然光照条件下均能正常开花结实,生育期性状的光周期反应敏感性弱于中黄24和凤交66-12。随光照长度的增加,中黄13的株型和农艺性状变化较为明显,但与中黄24和凤交66-12相比,其株高、主茎节数、分枝数、顶端花序荚数、单株有效荚数、单株粒数和单株粒重等性状的光周期反应敏感性均较弱,表现出较好的稳定性,但其蛋白质含量受光周期影响较大。综合分析光照处理和区域试验的结果,认为光周期反应相对钝感是中黄13广适应的重要原因。

质子束诱变大豆的能量和剂量效应

用3个能量(3.0、5.0和7.0MeV)和4个注量(1×1081、×109、1×1010和1×1011H+/cm2)的质子束处理大豆品种绥农14的风干种子,以期确定质子束诱变大豆的效果和辐照参数。在本试验条件下,经质子束辐照的大豆种子发芽率未受影响,但M1代株高显著增加;M2代出现早熟、黄化和不育等变异类型,总变异频率为6.81%,总变异频率且有随注量增加而增加的趋势,但随能量变化的规律不明显。在M2代,以3.0MeV1、×1011H+/cm2处理的变异频率最高,为8.26%;在不同能量和注量水平下得到的突变类型不同,其中质子注量为1×1010和1×1011H+/cm2的处理产生了较多早熟突变,注量为1×109和1×1010H+/cm2的处理产生了较多黄化和不育的突变;质子能量为3.0MeV时产生了较多的不育突变,5.0MeV时产生了较多的早熟突变,7.0MeV时产生了较多的黄化突变。结果表明质子束辐照能导致大豆产生丰富的变异,可以作为一种新的育种手段在大豆上应用。

不同生态类型大豆品种光周期反应的鉴定

通过设置短日照(12h)和长日照(16h)两种光照处理,对58个近年育成的不同生态类型大豆品种(系)进行光周期反应鉴定。结果表明,大豆光周期反应敏感性强弱依次为南方夏大豆、南方春大豆、黄淮海夏大豆、北方春大豆,品种的光周期反应敏感性随着主产地纬度的降低而增强;本试验建立了一种以短日开花促进率为评价指标的光周期反应敏感性的鉴定方法,该方法准确、简便、周期短、成本低廉。

对大豆耐萎蔫材料PI471938根系和地上部的性状鉴定、遗传分析及QTL定位

PI471938是从美国引进的大豆耐萎蔫抗旱种质资源。为更好了解和利用该材料,分别在灌水和干旱胁迫条件下比较PI471938与普通大豆品种Dare、丰收黄根系及地上部性状的差异,并配制杂交组合,构建分离群体,利用主基因-多基因混合遗传模型分析杂交后代根系性状的遗传规律。结果表明,在正常灌水和干旱处理条件下,PI471938的根干重、根体积、主根长均显著高于Dare和丰收黄(P<0.01),说明根系发达是PI471938耐萎蔫的重要原因。供试亲本和各世代材料的株高、地上部干重均与根干重及根体积显著正相关,可作为对根系性状进行间接选择的指标。在Dare×PI471938杂交组合的F2代,不论在灌水还是干旱条件下,根干重均以微效多基因控制为主,主基因遗传率较低;根体积在灌水条件下表现多基因遗传,而在干旱条件下则由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制,主基因遗传率为54.63%。在干旱条件下,丰收黄×PI471938组合的根干重、根体积均以多基因控制为主。以在干旱条件下种植的Dare×PI471938组合的F2代群体为材料,采用SSR标记对大豆根系及地上部性状进行QTL定位,检测到位于3个不同连锁群的5个主效QTL,表型贡献率在16.07%～38.44%之间。

大豆光能高效利用的分子调控机制研究进展

光合作用是影响作物产量的重要因素,长期以来国内外科学家通过高光效育种对大豆产量的提高起到了重大的促进作用。近年来,随着植物光合分子生物学研究和基因工程技术的发展,有关大豆光合作用分子机制和光能利用效率分子调控的研究取得了很多进展。本文总结了大豆光合作用相关的基因,综述了调控光能利用效率相关因子的研究进展,以期为大豆高光效分子设计育种提供理论指导。