東北北部高寒地區超早熟大豆育種研究

孫賓成　張琪

摘要 東北高寒地區是我國超早熟大豆主栽區，主要為MG0000組和MG000組，這兩組大豆品種數量較少，優異種質資源匱缺。根據大豆生育期的遺傳規律，探索超早熟大豆品種的改良方法、選育途徑，創新超早熟優質種質，選育超早熟大豆新品種。

關鍵詞 高寒地區；超早熟；大豆

中圖分類號 S565.1 文獻標識碼

A 文章編號 0517-6611（2014）20-06576-02

基金項目 現代農業大豆產業技術體系建設項目（CARS004PS03）。

作者簡介 孫賓成（1969- ），男，山東菏澤人，副研究員，從事大豆遺傳育種研究。

收稿日期 20140611

1 東北北部超早熟大豆的區域分布及氣候特點

我國東北北部極早熟大豆主要分布在大興安嶺北麓、東北麓、小興安嶺高海拔地區，以及大小興安嶺交匯處地區和海拔較低地區。這些地區氣候冷涼，作物生育期間有效積溫低，≥10 ℃活動積溫只有1 700～1 900 ℃，作物生育期短，一般只有85～90 d，并且多為山區，小氣候明顯，同一個村屯不僅山上山下氣候大不一樣，而且就同一地塊而言，南坡北坡氣溫亦有很大差別。該地區土壤多為黑土，降水充沛，主要種植小麥、油菜及超早熟大豆。

2 超早熟大豆品種選育概況

1983年，王金陵等培育出我國第一個經過有性雜交選育而成的超早熟大豆東農36，這一品種的推廣將大豆種植向北推進了約100 km，開創了超早熟大豆育種的先河，以后又選育出超早熟品種東農47-10、東農78-34等超早熟品種。黑河農業科學研究所、克山農業科學研究所、嫩江試驗農場、北安農業科學研究所、呼倫貝爾農業科學研究所等育種單位相繼進行了超早熟大豆品種培育工作，重視農家種的收集利用，并培育出多個超早熟品種，如在內蒙呼盟的額爾古納右旗收集到早黑河大豆，并利用其做親本，選育出多份優異的超早熟材料。 2013年韓天富課題組把東北高寒地區超早熟大豆品種的生育期組進行了劃分，其中MG0000組有東農36、東農41、東農41C、呼交072123、呼交072479、嶺北8等，MG000組有登科2號、黑河11、黑河14、黑河20、黑河28、黑河35、黑河41、黑河44、黑河49、墾農8號、北疆1號[1]。超早熟大豆生育期組劃分的細化為東北北部高寒大豆種植區的品種選擇提供了保證。

3 超早熟大豆熟期與主要性狀的關系

生育期是大豆最重要的生態性狀。張孟臣等研究認為，縮短花莢期是使熟期提前的一個重要方面。成熟期與開花期呈正相關，開花早的品種熟期也較早；品種生育期與花莢期長短相關（r=0.796 0），超早熟品種花莢期一般較短，已經授粉的花，成莢后鼓粒迅速（如漠河1號，在整株開花結束時，最先開花的底莢已到R3期）。把開花早和花莢發育進程快結合到一起，可選育出更早品種。熟期與產量呈弱的正相關，相關系數約為0.35～0.74，一般而言，熟期越早，產量越低，這也是高寒地區超早熟大豆不能創造高產的原因之一[2]。Dumphy等和 David 等對大豆生育期的不同階段進行研究，研究表明，大豆生殖生長期持續時間越長， 產量就越高[3-4]。Board 等進一步對大豆源庫關系的研究表明，生殖生長期源強度改變對產量的影響遠大于營養生長期源強度的改變， 且源的限制作用在生殖生長的早期比晚期強烈[5]。韓天富等研究認為，延長生育前期長度明顯增加單株粒數和產量，因此在超早熟大豆育種時，在生長季，選擇營養生長快、持續時間長且生殖生長也盡可能長的品種，有可能獲得較高產量[1]。

4 超早熟大豆生育期的遺傳力

王金陵等、周豐鎖等、高鳳蘭等對大豆生育期遺傳力研究表明，在大豆諸多數量性狀中，大豆熟期的遺傳力最高[6-8]。東北農學院、吉林市農業科學研究所、吉林農業大學等，曾分別估算了F2和F3代生育期的遺傳力，其平均值分別為0.78和0.70，F4代遺傳變異系數較小，生育期基本趨于穩定[9]。大豆雜交組合在生育日數上出現超親現象是經常的，成熟期的遺傳力由于處于不同組合表現出十分明顯的差異。當兩超早熟親本的血緣關系較大時，后代出現一定量的熟期超親材料，如呼倫貝爾市農業科學研究所利用MG00組的內豆4與MG000組的蒙豆19配制雜交組合，選育出MG0000組超早熟品系呼交072123與呼交072479。當親本間生育期差別較大時，F2代超親個體較少，只有到更高世代才會出現一定數量的超親材料，到F4代生育期才趨于穩定。

5 超早熟大豆的育種方法

選育超早熟大豆的育種方法較多，主要為雜交育種、誘變育種、分子輔助育種等。雜交育種與分子輔助育種相結合，可加快定向目標的選擇。通過選擇當地主栽MG0000組、MG000組、MG00組品種與性狀優異的其他組別品種進行雜交，然后根據群體內有利基因相對分散的特點，利用分子標記技術標記帶有目標優良基因性狀單株，通過多次系統內優良單株的雜交，使優異基因充分重組，最后達到獲取具有優良目的性狀的超早熟品種。通過有性雜交育成的超早熟優良品種有黑河11、黑河49、北疆1號、登科2號等。大豆誘變育種中，射線照射使大豆成熟期的變異幅度和突變頻率較其他性狀高，在F3代就可發現一些高產早熟的變異株，如通過輻射誘變選育出黑河12、豐收11、內豆4等超早熟優良品種。

6 超早熟大豆的品種改良

超早熟大豆種質改良與創新是增強大豆育種的后勁。目前，東北北部高寒地區超早熟大豆品種資源較少，大多數超早熟品種植株營養體過小，抗病性、抗炸莢性差。因此需要從不同生態條件地區，搜集親緣關系遠、成熟期早的親本資源材料，如從加拿大、美國、俄羅斯遠東地區引進000組和00組材料，同時利用其他組別中株型好、品質優良、抗倒伏、抗炸莢、抗病性品種與當地主栽品種進行雜交、回交等，逐步聚合導入目標性狀，對后代材料的早熟性、農藝性狀、經濟性狀、抗病性進行鑒定與篩選，創造優異的新種質、新材料，為選育綜合性狀優良的超早熟品種提供豐富的基礎材料。

7 超早熟大豆雜交后代的世代選擇

根據育種方向配制的雜交組合，在低世代要注重遺傳性狀的多樣性選擇，如從生育期、分枝、株高、葉形、花色、茸毛色、莢色、結莢習性、抗倒性、抗病性、抗炸莢性、品質等方面進行選擇；高世代材料各性狀基本穩定，應對熟期、豐產、優質等目標性狀進行選擇。MG000組×MG00 MG0組，F2代可根據生育期選擇優良單株，或F2～F4代摘莢單粒傳選擇，在F5代進行主要性狀選擇。MG000組×MGIMGV組或（MG000組×MGIMGV）F2F4×MG000組，F2代超早熟期單株較少，而且在系圃行中表現弱小，選擇時易被忽略，應提前把超早熟單株選出，然后再對熟期較晚的株行分批混合選擇或單粒傳選擇，F3～F5代根據熟期分組混合選擇或單粒傳選擇，當性狀基本穩定后進行單株選擇。這樣可選出超早熟的最優新品系。

在系圃中對世代單株要多觀察、多記錄、多標記，如對光溫的反應、開花前植株營養期發育的快慢、花莢期的長短、鼓粒期的快慢、稈的韌性強弱、植株的抗病性等性狀進行調查，這樣能夠了解系統材料的優缺點，以便及時淘汰不良單株，減少選種負擔，同時可對親本進行反饋，熟知親本的遺傳特點，為選配其他組合提供借鑒。

根據育種目標選育出的品系，要在不同生態試驗點進行適應性、豐產性、抗逆性鑒定，以獲得詳實的數據，為以后推廣應用做好充分準備。

參考文獻

[1] 韓天富， 蓋鈞鎰， 陳風云， 等. 生育期結構不同的大豆品總的光周期反應和農藝性狀[J].作物學報， 1998， 24（5）：550-556.

[2] 張孟臣，楊春燕，李光威.大豆早熟高產育種主要性狀的研究[J].河北師范大學學報，1997，21（1）：92-95.

[3] DUMPHY E J，HANWAY J J，GREEN D E.Soybean yield in relation to days between specific developmental stages[J].Agronomy Journal，1979，71：917-921.

[4] DAVID A R，JAMES H O，CHARLES P.Soybean germplasm evalution for length of the seed fillingperiod[J].Crop Science，1982，22：319-322.

[5] BOARD J E， HARVILLE B G. Late-planted soybean yield response to reproductive source/sink stress[J]. Crop Science， 1998， 38：763-771.

[6] 王金陵.大豆的生態性狀與品種資源問題[J].中國油料，1981（1）：1-9.

[7] 周豐鎖.大豆早熟性遺傳的初步分析[J].遺傳，1981， 3（2）：12-15.

[8] 高鳳蘭，王金陵.高緯度地區早熟大豆育種問題的研究[J].大豆科學，1985，4（1）：15-24.

[9] 王金陵.大豆[M].哈爾濱：黑龍江科技出版社，1982：146.