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中國(guó)國(guó)審大豆品種(2003—2016年)主要性狀變化趨勢(shì)分析

2017-06-23 10:42:00劉軍徐瑞新石壘王孟徐印印
安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2017年11期
關(guān)鍵詞:農(nóng)藝性狀品質(zhì)大豆

劉軍++徐瑞新++石壘++王孟++徐印印++姜漢峰++姜碩琛++邢丹英

摘 要:該文對(duì)2003—2016年國(guó)審大豆品種主要性狀的變化趨勢(shì)進(jìn)行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同生態(tài)區(qū)品種在產(chǎn)量、品質(zhì)和農(nóng)藝性狀方面差異較大。產(chǎn)量在過(guò)去14年有較大幅度增加,平均產(chǎn)量為2804.1kg/hm2,其中黃淮海地區(qū)增長(zhǎng)最為迅速。品質(zhì)方面,高產(chǎn)高油高蛋白品種穩(wěn)步增加,但提高油份含量同時(shí)蛋白含量有明顯下降。農(nóng)藝性狀上,株高在北方有增加趨勢(shì),而黃淮海地區(qū)則逐步下降。其他農(nóng)藝性狀,除花色外,育種對(duì)大豆葉形、茸毛色、粒色和臍色均存在選擇效應(yīng)。從親本選配來(lái)看,近年來(lái)品種選育少數(shù)骨干親本基礎(chǔ)上,引入了相當(dāng)多的國(guó)外血緣大豆,同時(shí)還包括地方品種和野生大豆,拓寬了遺傳基礎(chǔ),有利于打破遺傳瓶頸效應(yīng)。

關(guān)鍵詞:大豆;國(guó)審品種;產(chǎn)量;品質(zhì);農(nóng)藝性狀

中圖分類號(hào) S565.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2017)11-0060-08

Variation Trend of Major Traits of National Authorized Soybean Cultivars from 2003 to 2016

Liu Jun1,3? et al.

(1Agricultural School of Yangtze University,Jingzhou 434025,China;3Hubei All-Win High-Tech Seed Co. Ltd.,Jingzhou 434025,China)

Abstract:This study focused on the analysis of variation trend of national authorized soybean cultivars from 2003 to 2016. Results showed that cultivars of different ecological region,varied a lot in terms of yield,quality and agricultural traits. Much improvement had been made in yield during the last 14 years from 2003 to 2016,and reached 2804.1kg/hm2 on average,especially in Huanghuaihai region. For quality,the ratio of cultivars with high protein and high oil increased steadily,but when the oil content enhanced the protein content decreased dramatically. Plant height in northern region tend to be increased but decreased in Huanghaihai region. For agricultural traits,selection pressure of breeding on leaf shape,hair color,seed color and hilum color were observed except for flower color. Substantial amount of foreign elites,and also some landrace and wild soybean has been used in the breeding,which is beneficial for the broadening of genetic bottle neck effect.

Key words:Soybean;National authorized cultivar;Yield;Quality;Agricultural traits

大豆[Glycine max(Linn.)Merr.],起源于中國(guó),古稱“菽”,通稱黃豆,至今已有5000年的種植史[1],是世界主要糧食和經(jīng)濟(jì)作物,其蛋白和脂肪含量分別占大豆籽粒重的40%和20%[2,3],是蛋白質(zhì)、油脂及保健活性物質(zhì)的重要來(lái)源。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì),從1995年開始中國(guó)成為大豆凈進(jìn)口國(guó)[4],此后20年間,大豆進(jìn)口量逐年攀升,到2016年對(duì)外依存度已達(dá)到87%。造成國(guó)內(nèi)大豆對(duì)外依存度高的原因主要包括:一是國(guó)內(nèi)需求大量增加,相關(guān)貿(mào)易政策放寬;二是大豆進(jìn)口價(jià)格相對(duì)較低,對(duì)國(guó)內(nèi)大豆市場(chǎng)造成沖擊[5]。同時(shí),我國(guó)大豆生產(chǎn)水平低,生產(chǎn)成本高,屬于典型的勞動(dòng)密集型產(chǎn)品,豆農(nóng)種植大豆的比較經(jīng)濟(jì)效益低于玉米、水稻等主要糧食作物,嚴(yán)重挫傷了豆農(nóng)生產(chǎn)的積極性[6]。為了扭轉(zhuǎn)國(guó)內(nèi)大豆生產(chǎn)的頹勢(shì),中國(guó)農(nóng)業(yè)部于2016年4月5日發(fā)布了《農(nóng)業(yè)部關(guān)于促進(jìn)大豆生產(chǎn)發(fā)展的指導(dǎo)意見》[7],意見指出未來(lái)中國(guó)大豆生產(chǎn)要從擴(kuò)大面積、提高單產(chǎn)、提高品質(zhì)、提高效益4個(gè)方面著手,通過(guò)加快科技創(chuàng)新、經(jīng)營(yíng)體制創(chuàng)新、加大政策扶持,實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效、節(jié)本增效、提質(zhì)增效。其中,提高單產(chǎn)和品質(zhì)與大豆育種息息相關(guān)。因此,大豆育種在未來(lái)大豆生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。

本文旨在通過(guò)2003—2016年國(guó)審大豆品種主要性狀的分析,厘清我國(guó)大豆育種脈絡(luò)及存在的主要趨勢(shì)和問(wèn)題,為我國(guó)未來(lái)選育優(yōu)良品種、縮小與國(guó)外的差距奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 從中國(guó)種業(yè)商務(wù)網(wǎng)(http://www.chinaseed114.com/seed/youliao/)下載2003—2016年國(guó)審大豆數(shù)據(jù),共262個(gè)大豆品種,并根據(jù)其適宜種植區(qū)域,確定其所屬大豆生態(tài)區(qū)。品種性狀包括生育期、結(jié)莢習(xí)性、株高、主莖節(jié)數(shù)、蛋白含量、脂肪含量等信息。

1.2 分析方法 對(duì)不同來(lái)源大豆品種進(jìn)行生態(tài)區(qū)劃分,同時(shí)對(duì)不同生態(tài)區(qū)內(nèi)大豆品種生育期、產(chǎn)量、百粒重、株高、結(jié)莢習(xí)性、蛋白脂肪含量等指標(biāo)分別進(jìn)行描述分析。數(shù)據(jù)分析采用Excel、MiniTab 16.0和Graphpad prism 5.0。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生態(tài)區(qū)國(guó)審大豆品種概述 本研究對(duì)2003—2016年通過(guò)國(guó)審的大豆品種進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)14年間國(guó)審大豆以糧用大豆品種為主,共251個(gè),占總審定品種數(shù)的95.8%,菜用大豆總品種僅為11個(gè)。對(duì)糧用大豆而言,年平均國(guó)審品種17.93個(gè)。總體上2004年達(dá)到14年來(lái)最低點(diǎn)(6個(gè)品種),然后陡增到25個(gè)品種,2006年有緩慢上升達(dá)到歷史高點(diǎn)(29個(gè)品種),2008—2012年間逐年下滑到最低,隨后上升并保持在每年13個(gè)品種的水平(圖1B)。按生態(tài)區(qū)劃分,14年間主要國(guó)審糧用大豆集中在北方(東三省和內(nèi)蒙古)、黃淮海區(qū)域(北京、天津、山東、河北、河南,以及淮北地區(qū)),分別占總數(shù)的38.2%和35.9%,合計(jì)占總審定數(shù)的74.1%。其次是長(zhǎng)江流域(湖南、湖北、安徽、江西、江蘇和上海大部分地區(qū))和熱帶亞熱帶區(qū)域(海南),分別占總數(shù)的10.76%和8.37%。通過(guò)審定數(shù)最少的區(qū)域包括西南山區(qū)(云貴高原)、西北(甘肅、陜西、新疆等)和南方區(qū)域(廣東、福建),合計(jì)占總數(shù)6.77%(圖1A)。不同區(qū)域通過(guò)國(guó)審大豆品種數(shù)波動(dòng)較大,整體以北方及黃淮海區(qū)域占優(yōu)勢(shì)(圖1A)??傮w上北方和黃淮海地區(qū)國(guó)審數(shù)量較多,與我國(guó)大豆主產(chǎn)區(qū)一致。

(A)不同區(qū)域國(guó)審大豆品種總數(shù)分布;(B)不同年份間國(guó)審大豆總數(shù)趨勢(shì);(C)不同年份間國(guó)審大豆品種在不同生態(tài)區(qū)的分布;

2.2 國(guó)審大豆品種產(chǎn)量及相關(guān)性狀變化趨勢(shì) 產(chǎn)量是大豆品種最重要的性狀之一??傮w上北方地區(qū)大豆品種產(chǎn)量高于南方地區(qū)大豆品種,且隨緯度下降而下降(圖2A)。2003—2016年國(guó)審大豆品種中平均產(chǎn)量為2804.1kg/hm2,北方一熟制春作大豆品種生態(tài)區(qū)平均產(chǎn)量為2913.75kg/hm2,比全國(guó)平均產(chǎn)量高3.9%,而南方大豆品種生態(tài)區(qū)平均產(chǎn)量只有2523.6kg/hm2,比全國(guó)平均產(chǎn)量低10%。北方春大豆產(chǎn)量在2004—2006年間有小幅下滑,隨后穩(wěn)步提高,一直保持增產(chǎn)態(tài)勢(shì),平均產(chǎn)量提升21.7%(圖2C)。黃淮海地區(qū)大豆總體產(chǎn)量與東北地區(qū)大豆品種產(chǎn)量持平,保持穩(wěn)步增長(zhǎng),平均最高產(chǎn)量比最低產(chǎn)量提高29.5%(圖2E)。生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果基本與區(qū)域?qū)嶒?yàn)結(jié)果變化趨勢(shì)相同(圖2B、D、F),相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.75,說(shuō)明大豆品種區(qū)試在很大程度上能反映大豆品種產(chǎn)量潛力。綜合以上結(jié)果,2003—2016年間國(guó)審大豆品種產(chǎn)量在穩(wěn)步提升當(dāng)中,黃淮海夏大豆比北方春大豆產(chǎn)量增幅高。

區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量:(A)不同地區(qū)區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量比較;(C)北方春大豆區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量年度變化;(E)黃淮海夏大豆區(qū)域試驗(yàn)產(chǎn)量年度變化;生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量:(B)不同地區(qū)生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量比較;(D)北方春大豆生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量年度變化;(F)黃淮海夏大豆生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量年度變化;曲線擬合采用多項(xiàng)式擬合,使得R2達(dá)到最大值。

大豆百粒重是與大豆產(chǎn)量密切相關(guān)的性狀之一。大豆百粒重在不同地區(qū)差異并不明顯,均保持在20g(圖3A)。同時(shí),值得注意的是,長(zhǎng)江流域和熱帶亞熱帶地區(qū)有個(gè)別品種百粒重較高,超過(guò)33g。東北地區(qū)百粒重在2012年有較大提高,而后百粒重呈下降趨勢(shì)(圖3B),而黃淮海地區(qū)大豆品種百粒重在2010—2014年達(dá)到較高水平,隨后逐漸下降(圖3C)。

(A)不同地區(qū)百粒重比較;(B)北方春大豆百粒重年度變化;(C)黃淮海夏大豆百粒重年度變化;曲線擬合采用多項(xiàng)式擬合,使得R2達(dá)到最大值。

2.3 國(guó)審大豆品種品質(zhì)育種變化 大豆的蛋白質(zhì)和脂肪占了大豆籽粒干重的60%以上,是人類能夠食用的植物蛋白和植物油的主要來(lái)源,蛋白脂肪含量是大豆品質(zhì)育種的重要指標(biāo)。根據(jù)高油型、高產(chǎn)型、高蛋白型大豆的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),將脂肪含量在21%以上,同時(shí)蛋白質(zhì)含量不低于38%的品種評(píng)定為高油型大豆品種;將在產(chǎn)量對(duì)照實(shí)驗(yàn)中,試驗(yàn)產(chǎn)量較對(duì)照品種增產(chǎn)高于8%的評(píng)定為為高產(chǎn)型品種;將蛋白質(zhì)含量高于43%的大豆品種評(píng)定為高蛋白型豆品種。通過(guò)對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(圖4),在251個(gè)國(guó)審品種中,具有高產(chǎn)、高油、高蛋白特性的大豆品種高達(dá)84.74%,達(dá)到高產(chǎn)型大豆品種(包含高產(chǎn)高蛋白型大豆、高產(chǎn)高油型大豆)標(biāo)準(zhǔn)的占50.6%,達(dá)到高油型大豆品種(包含高油高產(chǎn)型、高油高蛋白型大豆)標(biāo)準(zhǔn)的占40.96%,其中“雙高”大豆品種(高產(chǎn)高油型大豆、高產(chǎn)高蛋白型大豆、高油高蛋白型大豆)達(dá)到44.98%。

總體上,南方地區(qū)大豆蛋白含量高于北方地區(qū),且隨緯度升高而降低,相反南方地區(qū)脂肪含量則低于北方地區(qū),且隨緯度升高而升高(圖5A、B)。對(duì)北方大豆品種而言,2003—2016年蛋白含量呈下降趨勢(shì),而脂肪含量則波動(dòng)較大,2004年大豆品種脂肪含量下降顯著,而后逐漸上升,到2013年達(dá)到極值,隨后有略微下降,但總體上北方大豆品種脂肪含量呈上升趨勢(shì)(圖5C、D)。黃淮海地區(qū)蛋白質(zhì)含量在2003—2016年中間階段有提高,2008年到達(dá)頂峰,然而近幾年成下滑趨勢(shì),而脂肪含量與蛋白含量趨勢(shì)恰好相反(圖5E、F),說(shuō)明黃淮海地區(qū)在脂肪含量育種方面取得一定的突破。

(A)不同地區(qū)蛋白質(zhì)含量比較;(B)不同地區(qū)脂肪含量比較;(C)北方春大豆蛋白質(zhì)含量年度變化;(D)黃淮海夏大豆脂肪含量年度變化;(E)黃淮海夏大豆蛋白質(zhì)含量年度變化;(F)北方春大豆脂肪含量年度變化;曲線擬合采用多項(xiàng)式擬合,使得R2達(dá)到最大值。

2.4 國(guó)審大豆品種農(nóng)藝性狀及種子外觀性狀 大豆熟期主要分為極早熟、超早熟、早熟、中熟和晚熟等幾類。2003—2012年間極早熟品種2003—2016年間通過(guò)國(guó)審品種比例波動(dòng)較大,在振蕩中趨于穩(wěn)定,該結(jié)果說(shuō)明極早熟品種仍然是育種家的育種目標(biāo),但趨于理性。超早熟品種選育在早期占比并非很大,但隨著極早熟品種占比下降,超早熟品種比例逐步上升。中熟品種在國(guó)審大豆品種占比一直比較穩(wěn)定,波動(dòng)較小。有少量品種屬于晚熟類型,之后逐漸式微(圖6)。該結(jié)果反應(yīng)了育種家在育種過(guò)程中逐漸認(rèn)識(shí)到熟期并非越早越好,因?yàn)榇蠖沟氖炱谠酵?,越有利于籽粒積累,易致高產(chǎn),但太晚則不利于日均產(chǎn)量提高,也不利于與下茬作物銜接。

對(duì)2003—2016年國(guó)審糧用大豆品種進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),大豆主要產(chǎn)區(qū)品種結(jié)莢習(xí)性差別較大。北方地區(qū)大豆以亞有限結(jié)莢習(xí)性為主(占70%),其次是無(wú)限結(jié)莢習(xí)性(21.4%),有限結(jié)莢習(xí)性品種最少,僅占8.7%(圖6A)。黃淮海地區(qū)以有限結(jié)莢習(xí)性為主(65.5%),亞有限結(jié)莢習(xí)性為輔(33.3%),極少數(shù)為無(wú)限結(jié)莢習(xí)性(1.1%)。而熱帶和亞熱帶地區(qū),90%都是有限結(jié)莢習(xí)性大豆品種,僅有少數(shù)亞有限結(jié)莢習(xí)性大豆品種(10%),沒(méi)有無(wú)限結(jié)莢習(xí)性大豆品種(圖7A)。不同年份間不同結(jié)莢習(xí)性品種數(shù)雖有不同,但總體上并無(wú)多大區(qū)別,顯示近10年來(lái)大豆育種中對(duì)結(jié)莢習(xí)性的選擇并無(wú)多大變化(圖7B)。

(A)不同生態(tài)區(qū)結(jié)莢習(xí)性分類比較;(B)不同生態(tài)區(qū)不同結(jié)莢習(xí)性在不同年度間變化

對(duì)株高而言,總體上北方地區(qū)大豆高于南方地區(qū)大豆,且隨緯度降低而降低,株高從高到底(圖8A)。西北春大豆株高高于東北地區(qū)株高,但緯度較東北地區(qū)低,可能是由于海拔高度高引起。2003—2016年,北方大豆品種株高有逐漸升高的趨勢(shì)(圖8B),而黃淮海地區(qū)大豆品種株高則略有降低(圖8C)。

(A)不同生態(tài)區(qū)株高比較;(B)北方春大豆株高不同年份間變化;(C)黃淮海春夏大豆株高不同年份間變化。

為了明確國(guó)審大豆品種農(nóng)藝性狀及種子外觀性狀,對(duì)已有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析(部分品種性狀描述缺失)發(fā)現(xiàn),國(guó)審品種葉形主要為圓形和卵圓形,兩種共占47.41%;紫色花比白色花稍多,差異不大;茸毛色主要為灰色,其次是棕色,二者共占總數(shù)的78.28%。種子性狀中,粒形主要為圓形和橢圓形;粒色主要是黃色,占85.26%;臍色以黃色和褐色居多,分別占總數(shù)的30.68%和26.29%(表1)。

2.5 國(guó)審大豆育種方法及親本分析 2003—2016年,251份國(guó)審糧用大豆,主要采用的方法包括傳統(tǒng)雜交及回交選育、誘變育種和雄性核不育育種,其中傳統(tǒng)雜交及回交選育是主流育種方法,占98%,極少數(shù)采用誘變育種(航空誘變2個(gè);60CO-γ射線誘變1個(gè);化學(xué)誘變1個(gè)),占1.6%,僅有冀豆19號(hào)采用雄性核不育方法育成(河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所完成)。

對(duì)育種親本而言,2003—2016年,14年間育成國(guó)審大豆品種共用親本385個(gè),其中絕大多數(shù)親本只使用1次,占總數(shù)的79.5%(306個(gè)),使用2次的親本數(shù)為51個(gè),占13.2%,使用3次及以上的親本數(shù)為28個(gè),占7.3%,是育種骨干親本(圖9A)。只使用1次的大豆親本包含育成品種、地方品種、國(guó)外血緣品種及少量野生大豆,其中國(guó)外血緣品種共32個(gè),占10.5%。使用3次及以上的親本中除主栽品種外,國(guó)外血緣親本如威廉姆斯和centery分別使用4次和3次,使用頻率較高。值得注意的是,中品661、早熟18和桂早1號(hào)分別使用7次、9次和10次,是重點(diǎn)骨干親本(圖9B)。以上分析發(fā)現(xiàn),近14年間國(guó)審大豆品種育種親本除骨干親本外,引入地方品種、育成品種和國(guó)外血緣品種,遺傳多樣性較高。

(A)不同使用頻率親本數(shù)目統(tǒng)計(jì);(B)使用頻率超過(guò)3次親本統(tǒng)計(jì)

2.6 不同大豆性狀相關(guān)性分析 將2003—2016年通過(guò)國(guó)審的251個(gè)糧用大豆品種的生育期、株高、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)、底莢高度、單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重、產(chǎn)量以及蛋白質(zhì)含量和脂肪含量進(jìn)行了相關(guān)性分析(表2)。由表2可知:主莖節(jié)數(shù)與株高、單株有效莢數(shù)與單株粒數(shù)呈極顯著正相關(guān);生育期與株高呈顯著正相關(guān);產(chǎn)量與生育期、株高、主莖節(jié)數(shù)、單株有效莢數(shù)、以及單株粒數(shù)呈正相關(guān),其中相關(guān)性程度排序?yàn)樯?gt;單株粒數(shù)>單株有效莢數(shù)>主莖節(jié)數(shù)>株高,因此我們可以利用大豆品種的生育期、單株粒數(shù)、單株有效莢數(shù)、主莖節(jié)數(shù)以及株高,來(lái)衡量一個(gè)品種是否具有高產(chǎn)特性,從而提高大豆高產(chǎn)品種的選育效率。大豆的蛋白質(zhì)含量和脂肪含量是作為評(píng)價(jià)一個(gè)大豆品種是否具有優(yōu)良品質(zhì)的2個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)各個(gè)性狀與蛋白質(zhì)含量和脂肪含量以及蛋白質(zhì)含量與脂肪含量之間的相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)脂肪含量與蛋白質(zhì)含量Pearson相關(guān)系數(shù)達(dá)到-0.784,呈顯著負(fù)相關(guān)。生育期、株高、主莖節(jié)數(shù)與脂肪含量呈中等程度正相關(guān),與蛋白質(zhì)含量呈中等程度負(fù)相關(guān)。

3 討論與結(jié)論

大豆產(chǎn)量是大豆生產(chǎn)中最重要的性狀之一。近14年來(lái),中國(guó)大豆產(chǎn)量雖然有所大幅度提高,但是絕對(duì)產(chǎn)量仍然偏低。本研究發(fā)現(xiàn)不同年份間國(guó)審大豆品種產(chǎn)量波動(dòng)較大,其中北方地區(qū)和黃淮海地區(qū)國(guó)審品種較多,育種勢(shì)力強(qiáng)勁,與大豆主產(chǎn)區(qū)相吻合。從產(chǎn)量來(lái)看,2003—2016年全國(guó)大豆品種區(qū)試產(chǎn)量和生試產(chǎn)量均穩(wěn)步增加,但分布十分不均,總體北方大豆品種產(chǎn)量較高。而黃淮海地區(qū)大豆平均產(chǎn)量提高最快。但總體上,國(guó)內(nèi)大豆單產(chǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平。

大豆產(chǎn)量因子包括百粒重、單株粒數(shù)和單位面積株數(shù)等。籽粒大小雖然是產(chǎn)量因素之一,但在高產(chǎn)育種中,只要是品系產(chǎn)量高,籽粒大小對(duì)產(chǎn)量沒(méi)有大的影響。目前市場(chǎng)需求最大的兼用型大豆品種百粒重一般在17~23g。分析發(fā)現(xiàn),國(guó)審大豆百粒重在不同地區(qū)差異并不明顯,均保持在20g左右,說(shuō)明育種家對(duì)大豆百粒重的關(guān)注度普遍較小。

大豆品質(zhì)是大豆育種的重要內(nèi)容,總體上北方大豆高油而南方大豆高蛋白。2003—2016年間,北方大豆品種脂肪含量有一定程度增加,相反蛋白含量卻減少。黃淮海地區(qū)蛋白脂肪含量與北方大豆呈現(xiàn)相似的趨勢(shì)。而南方大豆蛋白含量增加明顯,脂肪含量下降??傮w上,雖然高油高蛋白品種占比高達(dá)44.98%,但油分、蛋白總量上升趨勢(shì)微弱,表明今后大豆品質(zhì)育種還有待于提高大豆油份蛋白總量。具體而言,北方大豆要注重提高蛋白含量,而南方大豆要注重提高油份含量。

不同熟期大豆品種比例在不同生態(tài)區(qū)呈現(xiàn)波動(dòng),總體而言,極早熟品種和晚熟品種比例下降,而超早熟品種比例逐步上升。研究表明,不同熟期大豆品種葉片夾角有明顯不同,與光能利用效率高度相關(guān)[8]。早熟大豆形成的群體小,葉片趨于平展,更利于截獲更多光能,提高光能利用率,而晚熟大豆生物量大,冠層郁蔽,冠層各層次葉傾角大小與太陽(yáng)輻射透射關(guān)系很大。熟期及播種期對(duì)大豆品質(zhì)也有一定影響。研究指出,早熟、中熟和晚熟品種在不同播種期內(nèi)油分含量變化呈增加趨勢(shì)[9],說(shuō)明早熟品種更適應(yīng)播種期的變化,在年份間氣候變化條件下表現(xiàn)更強(qiáng)適應(yīng)性。

結(jié)莢習(xí)性是大豆的一個(gè)重要生態(tài)性狀,在本質(zhì)上由大豆生育期內(nèi)降水量及土肥特點(diǎn)所決定。有限結(jié)莢習(xí)性莖稈粗壯、分枝多而發(fā)達(dá)、上部葉片大而繁茂、花序長(zhǎng)、開花時(shí)間短而集中。而無(wú)限結(jié)莢習(xí)性多發(fā)生在少雨區(qū)域,土肥供應(yīng)緩慢、斷續(xù)、持續(xù)時(shí)間段,無(wú)限結(jié)莢植株表型莖稈細(xì)弱、上部葉片小、花序短、開花時(shí)間長(zhǎng)而分散等特點(diǎn)。亞有限則居于有限結(jié)莢與無(wú)限結(jié)莢之間[10]。結(jié)莢習(xí)性在不同生態(tài)區(qū)差異明顯,北方大豆主要以亞有限結(jié)莢習(xí)性為主,而黃淮海地區(qū)以有限結(jié)莢習(xí)性為主,南方大豆則以有限為主,幾乎沒(méi)有無(wú)限結(jié)莢習(xí)性大豆品種。

近14年來(lái),北方大豆品種株高上持續(xù)上升,而南方大豆株高有下降趨勢(shì)。但不同種植年份的大豆株高差異顯著,說(shuō)明環(huán)境對(duì)株高影響較大。

而茸毛色與產(chǎn)量關(guān)系不明顯,僅與菜用大豆外觀品質(zhì)有關(guān),在糧用大豆育種中受到關(guān)注度較小。籽粒種皮色屬外觀品質(zhì),由市場(chǎng)決定,仍然是以黃色種皮為主,占據(jù)育成品種的絕大部分(85.26%)。臍色也影響大豆外觀,因此主要以黃色居多,其次是褐色,可能反應(yīng)了育種中的臍色的演化。

育種遺傳基礎(chǔ)狹窄是各種作物育種中均存在,具有普遍性。遺傳基礎(chǔ)狹窄,易導(dǎo)致遺傳脆弱性,難以適應(yīng)極端生態(tài)環(huán)境,是目前作物育種面臨的亟需解決的問(wèn)題[11]。近年來(lái),我國(guó)乃至世界大豆育種難以取得突破性的進(jìn)展、單產(chǎn)停滯不前,主要原因是目前大豆品種的遺傳基礎(chǔ)狹窄,匱乏的基因源成為制約大豆育種研究的關(guān)鍵[12]。

從親本選配角度,我國(guó)近年來(lái)育種注重在充分利用骨干親本的同時(shí)拓寬遺傳基礎(chǔ),大量引入了地方品種、野生大豆和國(guó)外血緣大豆,值得指出的是,國(guó)外血緣大豆占親本數(shù)目的8.3%。未來(lái)大豆育種要進(jìn)一步利用國(guó)外優(yōu)異親本,同時(shí)拓展大豆育種方法和策略,將轉(zhuǎn)基因大豆育種、雄性不育系育種等方法運(yùn)用到大豆育種中來(lái),縮短大豆育種進(jìn)程。

盡管如此,中國(guó)大豆育種中利用的基因資源仍然較少。前期,研究人員從32000余份大豆資源庫(kù)中篩選出優(yōu)異資源268份次,為常規(guī)育種提供親本,解決常規(guī)育種中長(zhǎng)期存在的親本遺傳基礎(chǔ)狹窄的問(wèn)題,為發(fā)掘大豆重要性狀相關(guān)基因/標(biāo)記等遺傳研究提供了優(yōu)良資源[13]。但這些資源如何進(jìn)一步在育種實(shí)踐中利用,是當(dāng)前需要解決的重大問(wèn)題。

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(責(zé)編:張宏民)

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