高油高产夏大豆冀豆26的选育

冀豆26是河北省农林科学院粮油作物研究所以冀豆17为母本,冀豆12为父本经有性杂交混合法选育而成的夏大豆新品种。2020—2021年参加河北省夏大豆区域试验,2年平均产量为3619.7 kg/hm^(2),较对照品种冀豆12平均增产8.5%。2021年参加河北省夏大豆生产试验,平均产量为3534.0 kg/hm^(2),较对照品种冀豆12平均增产10.7%。该品种籽粒粗脂肪含量为22.56%,属高油品种,适宜河北省中南部夏播区种植。2022年通过河北省农作物品种审定委员会审定,审定编号为冀审豆20220005。

冀北坝上大豆结瘤相关性状全基因组关联分析

【目的】挖掘适应坝上生态条件的高效结瘤大豆种质,鉴定调控大豆-根瘤菌共生结瘤的遗传位点和候选基因,提高大豆共生固氮效率。【方法】以包含260份大豆种质的自然群体为研究对象,在河北坝上室外盆栽条件下接种根瘤菌菌株USDA110。以单株根瘤数量、单株根瘤干重数值作为表型数据,结合大豆260份种质基因型数据,对其进行全基因组关联分析,挖掘大豆共生结瘤相关基因。【结果】共检测到18个与大豆根瘤数量显著关联的SNP,分别位于第2、7、8、13、18和19染色体上。其中,位于第2染色体上的显著关联位点BARC_2.01_Chr02_43161654_A_G是控制大豆根瘤数量的主效位点(LOD=3.89),对该位点上下游共200 kb区间进行连锁不平衡分析,在包含BARC_2.01_Chr02_43161654_A_G的连锁区间内,共获得10个调控大豆根瘤数量候选基因,通过单倍型分析发现,Glyma.02G243200不同单倍型所对应的材料之间的根瘤数量具有显著差异(P<0.05),在SoyBase数据库中查询该基因的表达模式发现,Glyma.02G243200在根毛中表达。该基因可能是影响大豆根瘤数量的关键基因。共检测到6个与大豆根瘤干重显著关联的SNP,分别位于第6、18和20染色体上。其中,位于第6染色体上的显著关联位点BARC_2.01_Chr06_6069381_G_A和BARC_2.01_Chr06_6192925_T_C是控制大豆根瘤干重的主效位点(LOD=3.49和LOD=3.35),对BARC_2.01_Chr06_6069381_G_A上游100 kb和BARC_2.01_Chr06_6192925_T_C下游100 kb区间进行连锁不平衡分析,获得14个调控大豆根瘤干重候选基因,并进行单倍型分析。其中,Glyma.06G079600和Glyma.06G079900不同单倍型所对应的材料之间的根瘤干重具有显著差异(P<0.01,P<0.001),在SoyBase数据库中查询这两个基因的表达模式发现,Glyma.06G079600和Glyma.06G079900在根中表达。这两个基因可能是影响大豆根瘤干重的关键基因。【结论】在第2染色体上发现一个与根瘤数量显著相关的候选基因,在第6染色体上发现2个与根瘤干重显著相关的候选基因。

大豆转录因子NAC1耐低磷胁迫的功能研究

【目的】磷含量偏低是影响酸性土壤作物产量的重要因素。大豆(Glycine max)是重要的粮食和油料作物,也为喜磷作物,缺磷则影响其产量与品质。NAC(NAM,ATAF1/2,CUC2)转录因子家族参与多种植物对生物胁迫和非生物胁迫响应的调控,是否参与大豆低磷胁迫响应尚未深入研究。以耐低磷野生大豆BW69为材料,克隆获得耐低磷基因GsNAC1并对其表达特性及功能进行分析,为深入解析GsNAC1调控大豆低磷胁迫及其机制奠定基础。【方法】从野生大豆BW69克隆GsNAC1的全长序列,并通过生物信息学分析探究其编码氨基酸序列的特征。随后,利用实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)对其组织表达模式进行分析,并通过激光共聚焦显微镜观察其编码蛋白的亚细胞定位。此外,通过大豆遗传转化试验,获得转基因株系并进行表型分析。最后,通过转录组联合分析来鉴定转基因植株中与低磷胁迫相关的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。【结果】成功克隆获得GsNAC1,编码区全长876 bp,通过构建系统发育树发现GsNAC1与AtATAF1的序列相似性为62.46%,与Williams 82参考基因组的GmNAC1序列没有差异;进一步的亚细胞定位结果显示,GsNAC1定位于细胞核;基于qRT-PCR技术,发现GsNAC1在大豆的根、茎、叶、顶端、花和豆荚均有表达,在根部的相对表达量最高,且受到低pH和低磷诱导表达显著上调。通过水培法和土培法进行表型试验,在低磷处理下,与野生型(WT)相比,转基因株系鲜重根冠比、总根长、根表面积、根体积和磷含量均显著高于WT。结合转录组测序数据进行分析,发现GsNAC1可能通过促进GmALMT6、GmALMT27、GmPAP27和GmWRKY21等基因表达增强其对低磷胁迫的耐受性。【结论】GsNAC1受低pH和低磷诱导表达上调,过量表达GsNAC1可以显著增强大豆对低磷胁迫的耐受性,在低磷胁迫反应中起促进作用。GsNAC1可能通过调控下游基因表达增强大豆对酸性低磷胁迫的耐受性。

高蛋白大豆冀豆12及其衍生品种(系)的特点与遗传分析

冀豆12是由河北省农林科学院粮油作物研究所育成的高蛋白大豆品种,其蛋白含量高、高产、高抗病。该品种于2001年被农业农村部评选为农作物优异种质,是目前中国推广面积最大的高蛋白品种。为了明确冀豆12的主要表型特征和遗传特性,本研究采用系谱图法结合重测序技术对冀豆12及衍生品种和创新种质进行总结分析,根据多年的生产试验提炼出了冀豆12与其衍生品种和种质的优良特性,并进行重要功能位点在后代品种或品系中的传递情况分析。作为黄淮海地区首个高蛋白品种,冀豆12被作为核心亲本广泛利用。迄今为止已培育出了23个衍生品种,分别在北京、天津、河北、江苏、安徽和湖北等地通过审定并推广应用;并创新出了15个高蛋白特异种质。表型鉴定结果表明,冀豆12的衍生品种在产量相关性状、蛋白含量等品质和花叶病毒抗性上存在较大的变异,生育期、株高的变异范围相对较小。冀豆12与其衍生品种和种质在遗传上主要分为3个亚群。通过热图追踪分析功能位点显示,冀豆12中优异功能位点传递率较高,另有抗蚜虫等不利位点在后代中得到互补改良。衍生品种中蛋白含量变异较大,有两个品种蛋白含量超过冀豆12;冀豆12背景高蛋白含量相关位点个数与衍生品种(或品系)的蛋白含量呈正相关趋势。在利用冀豆12为核心种质进行品种选育的过程中,应注重蛋白含量、花叶病毒抗性等的选择,其次是生育期和株高。同时,在选择亲本时还需要关注蚜虫抗性和耐盐基因的互补。

大豆类病变皱叶突变体NT301遗传分析和2对基因定位

通过研究类病变突变体,挖掘抗病基因,利用分子设计育种的方法快速培育优良抗病大豆新品种,可减轻化学农药对环境的污染,降低病害的抗药性。本研究以^(60)Coγ诱变获得的类病变皱叶突变体NT301为父本,分别与W82、KF1和KF35进行杂交,构建了F_(2)和F_(2:3)分离群体,通过SSR标记和SNP分析,将目标基因1(rl1)缩小到18号染色体937 kb区间内,包含66个候选基因,将目标基因2(rl2)缩小到8号染色体130 kb区间内,包含15个候选基因。接着,本研究利用基因芯片技术对近等基因系进行了基因表达谱研究,得到了差异表达基因参与的KEGG调控通路。另外对8号染色体的15个候选基因进行半定量与荧光定量RT-PCR表达分析发现,只有基因Glyma.08G332500在突变体NT301与野生型中的差异达到了4倍,推测Glyma.08G332500基因是突变体NT301的候选基因。

大豆C_(2)H_(2)型锌指蛋白转录因子家族全基因组鉴定及表达分析

为进一步寻找与大豆产量相关的潜在候选基因,利用生物信息学与转录组学技术,通过拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)C_(2)H_(2)型锌指蛋白(C_(2)H_(2)zinc finger protein)序列BLAST映射,将从大豆(Glycine max)的基因组数据库中筛选出的44个C_(2)H_(2)锌指蛋白家族成员分成11个亚家族,并对其进行系统进化、保守结构域、顺式作用元件、测序数据和转录组数据等相关分析。结果表明:C_(2)H_(2)锌指蛋白家族成员分布于17条大豆染色体中,且每个亚家族的基因结构域较为相近,呈高度保守性。成员启动子部分含有抗逆境胁迫以及激素相关的调控元件。RNA-seq结果显示,有8个基因在不同植物组织内表达差异显著。荧光定量PCR分析表明,3个基因的分析结果为SUPERMAN的转录调节因子,GmC1-1iZFP42为Ln位点的相应基因,参与大豆叶形和籽粒的调控,GmC1-1iZFP12、GmC1-1iZFP30为SUPERMAN基因的转录调节因子,GmC1-1iZFP21可能参与大豆籽粒形成和发育的过程,为调控相关过程的候选基因。本研究为进一步寻找和挖掘大豆高产基因提供方向,也为C_(2)H_(2)型锌指蛋白和生物信息学在植物中的利用提供参考和启示。

夏大豆新品种淮豆19的选育

淮豆19是江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所育成的夏大豆新品种,于2019-2020年参加江苏省淮南夏大豆品种区域试验,每hm^(2)平均产量3017.09kg;2021年参加江苏省淮南夏大豆品种生产试验,产量为3112.92kg。2022年通过江苏省农作物品种审定委员会审定,审定编号:苏审豆20220007。经农业农村部谷物品质监督检验测试中心检测:粗蛋白质含量43.3%,粗脂肪含量19.4%。SMV抗性表现为高抗SC3,抗SC7。淮豆19百粒重23.4g,商品外观特性较好,适宜在江苏淮南地区推广种植。

国家大豆区域试验品种对SMV和SCN的抗性分析

人工接种我国黄淮、长江流域及南方大豆产区流行SMV株系SC3、SC7和SC15、SC18及黄淮海流行SCN1号生理小种，对国内主要育种单位近年来选育的参加2010—2012国家大豆新品种区域试验的122个参试品种进行抗性鉴定和评价。结果表明：对SC3表现较好抗性（高抗、抗病）的品种32个，占接种该株系品种总数的32％，对SC7表现较好抗性的品种34个，占接种该株系品种总数的34％，同时对SC3和SC7表现较好抗性的品种22个，占接种2个株系品种总数的22％；对SC15表现较好抗性的品种3个，占接种该株系品种总数的13．6％，对SC18表现较好抗性的品种3个，占接种该株系品种总数的13．6％，同时对SC15和SC18表现较好抗性品种的2个，占接种2个株系品种总数的9．09％；近10年SMV抗性鉴定结果分析表明，我国抗SMV育种水平有所提高，新培育的中抗品种比率显著增加，感病品种比率下降。SCN抗性鉴定结果显示，仅沧豆11为高抗，高感品种34个，分别占参试品种总数的1．96％和66．67％，其余为中间型（中抗和中感）。近10年SCN抗性鉴定结果显示我国抗SCN育种水平没有明显改善。鉴定出鲁98011-14、沧豆11、开豆41、鲁97013-1兼抗SMV和SCN两种病害。

2002-2004年国家大豆区试品种对大豆花叶病毒抗性的评价

在接种东北大豆产区SMV主要株系N1、N3和黄淮与南方大豆产区SMV株系Sa、SC3条件下,对最新育成的参加2002—2004年国家大豆区试的134个大豆品种进行了抗性评价,结果表明:接种4个株系后,分别有13个品种(东农L13、汾豆56、汾豆60、汾豆61、晋大74、K丰52—1、航天2号、辽03—20、辽95025—5—4、中作2—29、中豆32、科9208、油春32)和5个品种(铁95025 —5—5、铁94037—6、汾豆69、冀99、冀鉴27)分别对4个株系和3个株系表现抗侵染,中黄4、中作016、吉林2001—14等25个品种对1—2个株系表现抗侵染;5个品种(公交03-1212、冀鉴37、秦豆9、淮02-02、滑豆20)对4个株系表现抗扩展。以上品种除可用于生产外,还可作为抗SMV 育种的抗源。该批参试品种中,黄淮地区品种的平均病情指数最轻,其次是东北地区品种,然后长江流域,华南地区品种的病情最重。从不同类型品种的病情分析,按黄淮夏大豆、北方春大豆、南方夏大豆、南方春大豆、菜用大豆、热带多熟制大豆的顺序逐步加重。在田间条件下,免疫品种数量不多,占参试品种的7.9%,严重度为1级的高抗品种占47.5%,未发现严重度为4级的高感品种,表明多数品种田间抗性较好。

部分国家和省(市)区试品种对大豆花叶病毒的抗性分析

对2003—2005年参加国家及江苏、北京、山东等省市大豆区域试验的162个品种,在分别接种我国大豆主产区6个大豆花叶病毒流行株系SC-3、SC-8、SC-11、SC-12、SC-13和SC-17情况下,对其抗性进行了分析。结果表明,冀B04-3、潍豆6号、BN101、恒盛一号、滨豆95-20、中品02-046、东大2号和东大4号8个品种对6个株系表现抗侵染,占参试品种总数的4.94%;油春01-32、贡豆114-1、中豆32、冀G04-85、中作00-683、科02-17和中品661对5个株系表现抗侵染,占参试品种总数的4.32%;另外,分别有6个和8个品种对4个株系和3个株系表现抗侵染。中作01-03、蒙89-52、山宁11号、京黄03-5、承豆7号和南豆99对6个株系表现抗扩展。以上品种不仅可直接用于生产,也可用作抗SMV育种的抗源。研究还显示,参试材料中无症状和高抗品种约占37%,高感类型占23.5%,其余为中间型。来自于黄淮海大豆产区的品种一般抗性较好。

转基因技术与大豆品质改良

大豆是重要的食用油、食用蛋白和饲用蛋白原料。应用转基因技术对调节大豆品质形成的关键基因进行定向操作,可大大加速优质大豆品种的选育进程,培育出适合不同消费需求的多样化优质大豆品种。文章主要综述了近年来转基因技术在大豆品质性状改良方面的应用进展,同时也简要介绍了目前已经发展起来的安全转基因技术。

大豆产量改良中生物量、收获指数的研究及展望

生物量和收获指数是作物产量品种改良中的重要性状,本文对大豆生物量、收获指数以及与生物量密切相关的光合性状(光合速率、叶面积和光合时间)的研究现状作了综述,并对应用分子标记技术研究生物量和收获指数的前景作了展望。

小粒专用大豆品种遗传改良研究进展

综述了高产、优质小粒专用大豆(包括纳豆和豆芽用品种)遗传育种研究进展,并对今后小粒专用大豆育种和生产提出建议。

发展我国大豆遗传改良事业解决国内大豆供给问题

文章从近年我国大豆生产状况及进口大豆增长速率提出我国面临的大豆供给问题 ,从大豆在国人营养的历史地位和现代加工利用地位论证了保障供给的必要性 ,指出只有立足本国生产适当进口调济 ,才能真正保障供给。提出发展我国大豆生产的五方面措施 ,并就发展我国大豆遗传改良这个最重要的技术方面 ,提出了建立并完善我国大豆育种研究体系 ;围绕大豆遗传改良建设多学科相互交叉渗透的研究队伍和研究氛围 ;对高产材料与高产理想型的塑造、杂种种子生产与杂种优势利用、重要品质性状指标的突破等关键问题组织协同攻关 ,突破一点带动全面 ;发展我国大豆基因组学研究 ,促进大豆育种技术革新等

我国大豆产能现状分析与提升路径探讨

大豆是重要的粮食和经济作物,是植物蛋白和植物油的主要来源,也是禽畜养殖业的主要饲料蛋白来源。我国作为世界第一大豆消费国,85%的大豆需要依赖进口,对国家粮食安全构成严重威胁。为探讨提升我国大豆产能的路径,振兴大豆产业,保障国家粮食安全提供参考,通过查阅文献与生产实际相结合的方法,针对我国大豆单产水平低、总产量不足,种植面积小、提升空间有限,大豆生产成本高、效益低,种植补贴政策不完善等影响大豆产业发展的问题,提出促进我国大豆产能提升的途径:从产量突破性品种培育、栽培技术改进和高产竞赛方面依靠科技进步提高大豆单产;从东北地区大豆面积恢复、西北地区大豆种植、盐碱地开发利用、大豆玉米带状复合种植推广等方面多渠道扩大大豆种植面积;完善大豆补贴及保险政策;从产教融合上提升人才培养质量,振兴大豆产业。

应用RNA重测序分析低硫条件下大豆基因表达谱

大豆是重要的粮油兼用作物,其硫利用的研究不足。本研究评价了云梦六月花叶和沁阳大豆对低硫的耐性,以这2个品种为材料,利用RNA重测序技术分析了对照(+S)和缺硫(-S)水平下根和叶中的表达谱。结果表明,云梦六月花叶对低硫表现为耐性,沁阳大豆对低硫表现为敏感。表达谱分析在云梦六月花叶和沁阳大豆的叶中分别鉴定到9064个和9795个低硫响应的差异表达基因,根中分别鉴定到3185个和5006个差异表达基因。KEGG富集分析发现,2个材料叶中有9个共有途径,仅植物MAPK信号途径富集更多的上调表达基因。2个材料根中有18个共有途径,其中9个途径在2个材料的中对低硫的响应一致,4个途径包含更多的上调表达基因,5个途径包含更多的下调表达基因。在其余9个途径中,云梦六月花叶包含更多的上调表达基因。大豆硫酸根转运蛋白基因对硫酸根的吸收和转运非常重要,在表达谱中鉴定到27个硫酸根转运蛋白基因,分属4个亚组,亚组1、2、4的基因多受低硫诱导,亚组3的基因对低硫的响应较为复杂。基于富集分析结果,本研究从植物MAPK信号途径中克隆了一个受低硫诱导的基因GmEIL1,通过转化大豆毛状根证明该基因参与大豆硫利用的调控。本研究结果为深入探索大豆硫利用效率的遗传机理奠定了基础,为大豆耐低硫育种提供了候选基因。

大豆浙鲜豆2013的选育与栽培技术

浙鲜豆2013是浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所采用常规杂交育种方法育成的鲜食春大豆新品种,2022年通过农业农村部国家农作物品种审定委员会审定,审定编号为国审豆20220052,具有丰产性较好、品质优等特点。生育期83 d,有限结荚习性,株高39.6 cm,主茎9.3节,有效分枝2.0个,单株有效荚数17.9个,多粒荚率66.2%,单株鲜荚重47.1 g,每500 g标准荚数158个,标准两粒荚荚长6.0 cm,荚宽1.4 cm,百粒鲜重81.7 g,籽粒扁圆形,种皮淡绿色、无光,种脐无色,子叶黄色,口感为香甜柔糯型。中抗花叶病毒病3号株系,中感花叶病毒病7号株系,感炭疽病。2019—2020年鲜食大豆春播组区域试验667 m^(2)平均产量830.6 kg,2021年生产试验667 m^(2)产量840.8 kg。

GmDREB8在大豆干旱胁迫下的功能分析

[目的]本研究旨在解析大豆DREB(dehydration responsive element-binding protein)转录因子基因GmDREB8与干旱胁迫的关系,为DREB转录因子参与大豆干旱胁迫的分子机制研究奠定基础,也为大豆耐旱转基因育种提供新的基因资源。[方法]以大豆品种‘天隆1号’为试材,通过荧光定量PCR(RT-qPCR)分析10个DREB基因在干旱胁迫诱导下的表达模式及GmDREB8在大豆不同组织和植物激素处理下的表达。采用生物信息学方法分析GmDREB8保守基序和亚细胞定位。通过农杆菌介导的烟草瞬时表达体系进行GmDREB8蛋白的亚细胞定位。分别在拟南芥中异源表达GmDREB8和利用VIGS(virus-induced gene silencing)技术在大豆中沉默GmDREB8,分析该基因在拟南芥和大豆干旱胁迫中的功能。[结果]10个DREB基因在干旱胁迫下都被诱导表达,但这10个基因间表达谱存在差异。筛选并克隆得到GmDREB8,其位于大豆17号染色体上,含有1个AP2结构域,蛋白相对分子质量为19.79×10^(3),pI为9.76。GmDREB8基因受到植物激素赤霉素(ABA)和水杨酸(SA)的诱导表达。GmDREB8蛋白位于细胞核内。异源表达GmDREB8转基因拟南芥在不同浓度的甘露醇处理下表现出比野生型更短的根,对干旱胁迫更敏感。与空载对照相比,大豆GmDREB8沉默株系叶片在干旱处理后相对电导率、相对失水率、丙二醛(MDA)含量更低,游离脯氨酸(Pro)含量更高,表现出更强的耐旱性。[结论]GmDREB8可负向调控植物的耐旱能力。

外源褪黑素对铜胁迫下大豆幼苗生长及生理特性的影响

【目的】研究在铜(Cu)胁迫下,褪黑素对大豆Glycine max(Linn.)Merr.生理特性的影响,为缓解重金属胁迫提供一定的参考。【方法】采用盆栽试验,选用Cu敏感品种‘桂早1号’和耐Cu品种‘巴西13’,在0.5 mmol·L^(−1) Cu胁迫下,施用100μmol·L^(−1)褪黑素,探究褪黑素对大豆生理指标(根长、株高、鲜质量、叶绿素相对含量和Cu含量),超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性,丙二醛(MDA)、可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响。【结果】Cu胁迫下喷施100μmol·L^(−1)褪黑素显著提高了2个大豆品种的根长、株高、鲜质量和叶绿素相对含量。Cu胁迫下施用褪黑素显著降低2个品种地上部、地下部Cu含量,‘桂早1号’降低25.01%、18.40%,‘巴西13’降低26.84%、20.28%。Cu胁迫下施用褪黑素,‘桂早1号’的地上部POD活性和‘巴西13’的地下部CAT活性显著提高,分别为56.84%和48.35%;‘桂早1号’和‘巴西13’地上部SOD活性分别显著提高19.07%和7.30%;地上部MDA含量分别显著减少8.05%和26.56%。单施褪黑素和Cu胁迫下施用褪黑素对2个品种可溶性蛋白含量无显著影响;而Cu胁迫下施用褪黑素,‘桂早1号’和‘巴西13’地上部可溶性糖含量分别显著提高149.70%和58.75%。【结论】适宜浓度的褪黑素可以通过提高植株抗氧化酶活性,抑制膜脂氧化,减少对Cu的吸收和增加渗透调节物质等方式缓解Cu胁迫对大豆生长发育的影响。

华北平原典型区大豆生产全生命周期分析

科学评价区域内大豆生产的生态效率,有利于促进区域内大豆产业的可持续发展。本研究以华北平原大豆生产典型县——石家庄市藁城区50个农户为例,基于生命周期评价法(LCA)和超效率(SBM)模型,对其进行了生命周期评价和生态效率分析。结果显示,大豆生产4个主导的潜在环境影响类别依次为全球变暖潜力(global warming potential,GWP)、陆地生态毒性潜力(terrestrial eco-toxicity potential,TETP)、酸化潜力(acidification poten-tial,AP)及富营养化潜力(eutrophication potential,EP)。其中,种植规模方面,大规模农户的GWP、TETP及EP影响潜力最大;生态效率值为大规模>中规模>小规模;其6个投入指标当中,杀虫剂的冗余率极差最大(5.89%)。灌溉模式方面,滴灌的GWP和AP影响潜力最大,沟灌的TETP和EP影响潜力最大;生态效率为滴灌>喷灌>无灌溉>沟灌;6个投入指标中,灌溉用水的冗余率极差最大(8.40%)。种植区域方面,藁城北部地区的GWP、AP和EP影响潜力均大于藁城南部地区;生态效率值为南部地区>北部地区;6个投入指标中,化肥的冗余率极差最大(2.79%)。综上所述,藁城区大豆生产应向大规模化发展,并积极推广滴灌技术,控制化肥和杀虫剂使用量,以保证大豆产量的同时,提高大豆生产的生态效率。研究结果可为藁城区大豆生产的生态评价提供参考依据,有助于其大豆产业的可持续发展。