河北省不同时期育成大豆品种产量构成因子分析

通过对河北省1983-2011年育成审定的46个大豆品种进行了3年产量试验,分析了不同育种阶段品种产量与构成因子的关系。结果表明：不同品种间产量存在明显差异,1983-1985年育成品种产量在2 000-2 500kg·hm^-2,1989-2004年育成品种产量在3 000-3 500 kg·hm^-2,2004-2011年育成品种产量在3 500-4 500kg·hm^-2,2004-2011年育成品种的单株粒重和百粒重显著高于1983-1985年育成品种,增长率分别为44.34%和14.70%;相关分析表明,主茎节数、单株粒重与产量呈极显著正相关,植株形态性状、荚粒性状、品质性状间都存在密切的相关关系;主成分分析结果表明株高是决定产量最重要的因子,其次是主茎节数、有效荚数、单株粒数和单株粒重;在育种进程中,产量、株高、单株粒重和单株粒数的改良潜力较大,而蛋白含量的改良潜力较小,株高（93.58%）、主茎节数（89.68%）和百粒重（86.49%）的广义遗传力很高（85%以上）,其余性状的遗传力在65%以下,建议选育过程中对株高、主茎节数和百粒重进行早代选择。因此,适当增加植株高度,提高粒重是河北省育种方向之一;但在主抓影响产量的主要性状因子同时,应协调与主要因子相关的性状。

河北省大豆地方品种遗传基础

以50份河北省大豆地方品种为材料,通过两年对12个农艺性状鉴定和30个SSR位点的分析,结果表明,地方品种农艺性状平均多样性指数为0.83,数量性状平均变异系数为20.15%,30个SSR位点平均等位变异数5.03,平均多样性指数为0.61,参试材料遗传距离平均0.869。利用Bayesian模型将参试材料分为4组。分析结果表明,河北省地方品种的遗传多样性与地理来源或不同熟期类型间没有显著相关。

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。

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。

大豆开花落花及时空分布的观察研究

【目的】观察大豆开花、落花全过程,分析不同品种开花、落花特点和规律,为高产育种和高产栽培提供依据。【方法】在大田条件下,对6个品种的72株植株逐日(42 d)观察开花、落花及节位。【结果】材料开花过程呈现每天开花数量"少-多-少-极少"的变化规律,可分为初花、盛花、慢花、末花4个阶段:初花期阶段很短(3 d左右),每天开花量4朵以下,阶段开花量5.73朵,占总花量4.09%,开花集中在植株中部节位;盛花阶段每天开花多在5—12朵,持续时间较长(12—18 d),阶段花量108.75朵,占77.60%,开花由中部向上下两端延伸分布,其中以中部最多;慢花阶段每天开花1—5朵,持续时间在品种间有较大差异,阶段花量21.24朵,占15.16%,分布在植株各个节位;末花阶段每天只有部分植株开花,平均不足1朵,直至开花结束,阶段开花4.42朵,零星分布在植株上。初花期3 d后至终花期或终花期后落花普遍发生,落花节位遍及开花的所有节位,落花率为末花阶段(77.96%)>慢花阶段(65.54%)>初花阶段(51.76%)>盛花阶段(36.97%);每天平均落花3—9朵的不正常脱落高峰与该阶段阴雨寡照的气候有关。有限结荚习性品种最早开花部位为中部,随后向上部、下部扩展,开花3—7 d以后扩展到底部,9—15 d扩展到顶部。无限结荚习性品种最早开花部位是中下部(7—10节位),随后向下部、上部扩展,初花2—3 d后达到最下部,随后向上部扩展,初花24—26 d以后扩展到顶部。【结论】大豆不同开花阶段每天开花数量差异明显,开花节位、持续期有所不同,不同阶段花的脱落率也有较大差别。

国内外大豆品质育种研究方法与最新进展

综述了世界大豆品质育种的研究方法与发展动态,总结了近年来我国大豆品质育种研究的最新进展,并提出了我国大豆品质育种的发展方向。

影响农杆菌介导大豆子叶节遗传转化因素的研究

利用GUS基因的稳定性和特异性及在植物体中瞬时表达的特点,对农杆菌介导大豆子叶节遗传转化过程中的一些影响因素（激素浓度、筛选剂浓度、基因型和农杆菌菌株）进行研究。结果表明：芽诱导阶段6-BA浓度为1.6mg·L-1时诱导效率较高;适宜的草铵膦筛选浓度为3 mg·L-1;同时对24个大豆基因型的再生能力和对农杆菌菌株EHA101、LBA4404和EHA105的敏感性进行比较,再生能力最强的基因型为吉林小豆和Maverick,侵染能力最强的农杆菌菌株为EHA101,GUS阳性率为0~41.03%,其次是EHA105,LBA4404侵染效果最差;就受体基因型而言,吉林小豆和Maverick的GUS阳性率最高。EHA101侵染时,吉林小豆和Maverick的阳性率分别达40.25%和29.89%;EHA105侵染时,吉林小豆和Maverick的阳性率分别达33.35%和27.52%,而冀豆15、冀豆17和nf58的阳性率分别为12.47%、10.67%和9.11%。

河北地区大豆花叶病毒株系的组成与分布

2012年对河北大豆产区13个县(区)市28个采样点采集的273份大豆花叶病毒(SMV)病样进行了生物纯化,最终共获得67个分离物,经ELISA和RT-PCR检测确认其中56个为SMV分离物。利用全国统一的SMV鉴别体系将这些分离物归为9个株系。与以往的研究结果相比,河北地区SMV株系组成和分布发生一定的变化,其中SC7和SC11仍为流行株系;SC8所占比例有所下降;未检测到SC12、SC13和SC15;发现SC1、SC3和SC18共3个新株系。今后应对SC3株系的发展动态予以密切关注。

大豆遗传转化技术研究进展

近年来,随着植物基因工程的快速发展,利用转基因技术进行大豆分子育种和基因功能研究成为一种重要手段。现阶段大豆转基因的研究重点主要集中在大豆遗传转化的方法和建立高效、稳定地遗传转化再生体系方面。本文对大豆遗传转化相关方法、转化再生体系及转化效率相关的因素进行了阐述,为大豆遗传转化及转基因新品种培育等相关研究提供参考。

夏大豆品种高产特性研究

为探讨高产品种特性,为夏大豆高产育种提供理论参考,于2007～2010年,对冀豆17等6个具有高产潜力夏大豆品种以及各级区域试验的57个品种的农艺性状进行了调查分析。明确了高产夏大豆品种应具备如下生育特性:(1)植株高大(R=0.551 6*)、有效荚数多(R=0.739 7*)、荚粒数多(R=0.318 9);(2)开花量大(单株130朵以上),成荚率高(52%以上),后期落荚少(落荚率40%以下);(3)主根、侧根较长(分别达到20 cm、15 cm以上),基部节间短(基部6节总长25 cm以下),植株重心低(40 cm以下);(4)茎秆干重较高、干物质转移较多(平均4.29 g);(5)鼓粒后期(始粒30 d以后)籽粒重持续增加,不降低。同时提出夏大豆品种生育模式:播种～出苗5 d,出苗～开花29～33 d,开花～始粒29～33 d,始粒～成熟32～36 d,全生育期95～106 d。这种生育期结构模式,既能满足当地两熟制大豆生态条件,也能满足营养生长和生殖生长阶段的充分发育,有利于夏播品种的高产。

大豆转基因方法的研究进展

介绍了几种主要的大豆转基因方法,分析了大豆遗传转化中存在的一些问题及其解决办法,评价了转基因大豆的生物安全性,并且展望了大豆转基因今后的研究方向。

重组型大豆花叶病毒河北分离物序列特征及侵染性

重组型大豆花叶病毒(recombined soybean mosaic virus,SMV-R)是一种新SMV类型,在我国多个大豆产区广泛流行。本研究对一个重组型SMV河北分离物(HB-RS)进行全基因组测序,比较与非重组型SMV在侵染4个大豆品种后病毒浓度积累的差异。结果显示,除poly-A尾巴外,HB-RS(NCBI登录号为KR065437)由9993个核苷酸组成,包含一个开放阅读框(open reading frame,ORF),翻译后形成3202个氨基酸,系统进化分析结果显示HB-RS分离物与另外两个重组型SMV分离物聚在一组。抗性鉴定结果显示,4个品种对HB-RS和Sc6平均病情指数分别为59.5和60.5,相同大豆品种对不同的株系(分离物)可能呈现不同的症状和抗性表现,其中冀豆17对Sc6和HB-RS分别表现高抗和中抗,表明大豆对SMV的抗性存在一定的株系(分离物)专化性。此外,HB-RS在4个品种中的浓度积累均高于Sc6,在南农1138-2病毒浓度最高,达522 U,其次为五星1号(471 U)和冀黄13(199 U),最低为冀豆17,仅90 U。说明HB-RS在寄主体内更具有生存适应性,不同品种对SMV存在抗性差异。冀豆17可作为抗性品种和亲本进一步推广。

夏播大豆品种高产特性的研究(英文)

[目的]探讨不同夏播大豆品种的高产特性.[方法]于2007～2010年,对冀豆17等6个具有高产潜力夏大豆品种以及各级区域试验的57个品种的不同生育时期的农艺性状进行了调查分析.[结果]高产夏大豆品种应具备如下生育特性：（1）植株高大（R=0.551 6＊）、有效荚数多（R=0.739 7＊）、荚粒数多（R=0.318 9）;（2）开花量大（单株130朵以上）,成荚率高（52％以上）,后期落荚少（落荚率40％以下）；（3）主根、侧根较长（分别达到20、15 cm以上）,基部节间短（基部6节总长25 cm以下）,植株重心低（40 cm以下）；（4）茎秆干重较高、干物质转移较多（平均4.29 g）；（5）鼓粒后期（始粒30 d以后）籽粒重持续增加,不降低.同时提出夏大豆品种生育模式：从播种到出苗5d,从出苗到开花29～33 d,从开花到始粒29～33 d.从始粒到成熟32～36 d,全生育期95～106 d.[结论]这种生育期结构模式,既能满足当地两熟制大豆生态条件,也能满足营养生长和生殖生长阶段的充分发育,有利于夏播品种的高产.

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。

RIL群体中大豆籽粒脂肪酸组分QTL分析

大豆是世界上主要的油料作物,其脂肪酸各组分的比例决定了大豆油的质量。本研究以“徐豆16×冀HJ117”构建的包含183个家系的重组自交系(Recombinant Inbred Lines,RILs)群体XH1617为材料,通过气相色谱法检测棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸5种脂肪酸含量。表型变异分析显示,RIL群体的5种脂肪酸含量均呈近似正态分布,说明大豆5种脂肪酸含量均为典型的数量性状。通过QTL定位,共鉴定到13个与大豆脂肪酸含量相关的QTL位点,分别位于05、06、08、13、14、15和19号染色体上,LOD值为2.50~12.35,可解释的表型变异范围为6.1%~26.7%。其中6个QTL是新鉴定到的与大豆脂肪酸含量相关的遗传位点。另外,在15号染色体上鉴定到1个主效且协同调控大豆棕榈酸含量和油酸含量的遗传位点,Locus_15_POA,在标记Gm15_3702534_C_T~Gm15_4491175_T_C之间,LOD值为4.71~5.11,可解释的表型变异为11.20%~12.10%。相关性分析发现,除硬脂酸含量与油酸含量无显著性相关外,其他脂肪酸含量之间均具有显著相关性(P<0.05)。研究结果可为培育高油酸且低棕榈酸的高品质大豆提供遗传材料和理论依据。

黄淮海地区大豆产量及其稳定性评价

【目的】解析黄淮海地区大豆育成品种产量构成因素对产量的贡献及其品种与环境的互作,鉴定代表性品种高产与稳产性,为黄淮海大豆育成品种在生产及育种中的有效利用提供理论依据。【方法】利用能够直观分析农作物双向数据的GGE(genotype+genotype-by-environment interaction)双标图,根据GGE中的"环境之间的关系"("environmental vector"view)、"哪个赢在哪里"("which-won-where"view)及"高产性和稳产性"("mean VS stability"view)分析参试品种的高产特性与不同年份试验的代表性,解析黄淮海区域有代表性的94个夏大豆品种在2008—2010年份的产量与产量组成因子。【结果】不同年份相同区域的试验品种表现差异很大,品种与环境存在互作。单株粒重、单株粒数、单株荚数、百粒重是产量的主要贡献性状,其中,影响产量最重要的因素是单株粒重。三年中,受不同年度环境影响较小、稳产性较好且高产的品种有冀9号-3L-2、冀豆17、徐豆10号、中作00-484和7651-1。【结论】在产量构成因素中,对产量影响的最重要因子是单株粒重,其次为单株粒数、单株荚数和百粒重;相同区域不同年份间品种产量差异较大,品种与环境之间存在互作。

大豆粗蛋白、粗脂肪含量近红外检测模型建立及可靠性分析

大豆是重要的植物蛋白和食用油来源,目前常用的蛋白质和脂肪化学分析方法不仅操作步骤繁琐,而且籽粒粉碎而不能延续后代,在大豆品质改良的后代选育过程中的应用受到限制。为明确快速、简便、非破坏籽粒的近红外检测方法利用的可行性。利用4个建模样品集,采用偏最小二乘法建立了3个近红外大豆粗蛋白、粗脂肪籽粒检测模型和1个粉末检测模型。通过重新采集8个不同蛋白质和油份含量的大豆样品检测分析,并送检权威检测部门进行化学分析比较,分析近红外检测的可靠性。通过稳定性、一致性等分析表明,合适的建模样品集是正确建模的前提,在所建3个籽粒模型中,以含415个大豆材料的样品集所建模型(M6)可靠性最好;分析结果还表明,近红外检测结果与化学分析结果一致,在需要保存籽粒完好的大豆杂交分离世代或大量样品检测时,用近红外检测代替化学分析是可行的。

大豆品质及农艺性状的QTL分析

以河北省粮油作物研究所选育的高蛋白大豆冀豆12号为母本,高油大豆冀黄13为父本所获得的F9重组自交系的148个株系为试验材料,构建该群体的连锁图谱,并对品质性状(蛋白质含量、油分含量),产量相关性状(株高、底荚高、分枝数、主茎节数、有效荚、无效荚、单株粒重、单株粒数)进行调查及QTL分析,结果表明,10个性状共检出15个QTL位点,其中蛋白和油份含量定位在A2连锁群上,贡献率分别为10%,16%,同时发现C2连锁群上聚集了与产量相关的位点。

大豆百粒重QTL定位及多样性评价

【目的】百粒重是大豆重要的育种目标性状,它不仅是产量构成因子之一,也是重要的品质性状,不同用途对百粒重有着不同要求。通过连锁分析定位大豆百粒重QTL,获得连锁标记,阐明QTL连锁标记在种质资源中的多样性特征,为百粒重定向改良提供依据。【方法】以冀豆12×黑豆(ZDD03651)杂交衍生的188个重组自交系的F6:8和F6:9群体为材料,采用Win QTL Cartographer V.2.5的复合区间作图法(CIM),经300次Permutation计算,以P=0.05显著性水平确定QTL存在的阈值,定位百粒重QTL。连续3年在石家庄对来自国内外的205份大豆育成和地方品种的百粒重进行表型鉴定,利用定位到的百粒重QTL连锁SSR标记对种质资源材料进行基因型分型,在每个标记处确定发生频率大于5%(对应资源材料个数大于10个)的等位变异为有效等位变异,计算等位基因多样性指数,明确百粒重QTL在种质资源里的多样性特征,通过多重比较确定不同等位变异与百粒重的关系。【结果】在冀豆12×黑豆后代群体中,百粒重呈正态连续分布,遗传力为88.72%。共检测到5个百粒重QTL,分别位于Chr.02(D1b)、Chr.06(C2)、Chr.08(A2)和Chr.17(D2)染色体,遗传贡献率(R 2)7.68%—12.83%,加性效应-0.65—-0.84 g,增效基因均来自冀豆12。年份间稳定的QTL有2个,其中,q SW-6-1位于第6染色体Satt457—Sat_062,紧密连锁的标记为Satt281,贡献率最大值为12.02%,加性效应最大值为-0.81g;q SW-17-1位于第17染色体Satt301—Satt310,贡献率最大值为12.83%,加性效应最大值为-0.84g。在205份资源材料中,百粒重遗传力为96.88%。百粒重连锁SSR标记有效等位变异数为2—8个,多样性指数为0.34—0.82。发掘出大粒相关等位变异6个,分别为Satt281-227 bp、Barcsoyssr_2_304-245 bp、Satt301-199 bp、Sat_406-214 bp、Satt119-136 bp和Satt341-218 bp。其中Satt281-227 bp在RIL和资源材料中均为百粒重增效效应,主要分布在国内大粒育成品种中。筛选到含有4个及以上大粒相关等位变异的资源材料3份,分别为绿75、中品大黑豆和中野2号。【结论】在大豆育成品种冀豆12×地方品种黑豆的杂交后代群体中,检测到5个百粒重QTL,冀豆12含有1个在RIL和种质资源中均为大粒相关的优异等位变异。明确了上述5个QTL在205份育成品种和地方品种间的多样性分布特征,可应用于百粒重定向改良过程中的亲本选配及后代选择。