張振宇 郭秦 王志新 鄭偉 李燦東 郭美玲 趙海紅
摘要:近年來,隨著國內(nèi)對大豆需求的增加,大豆科技投入長期不足,大豆單產(chǎn)提高緩慢,使中國大豆供需矛盾日趨突出。大豆新品種的選育,一直是育種家們長期以來的目標。優(yōu)良品種是大豆高產(chǎn)的基礎。在選擇大豆品種時,要因地制宜,盡量選用適合密植、抗病蟲害、抗倒伏的優(yōu)良品種,同時要符合當?shù)氐臍夂蛱卣骱透鳁l件。筆者通過從572份東北大豆品種資源中篩選出黑龍江省第二積溫帶生態(tài)區(qū)適應性較為突出的50份材料,進一步了解50份育成品種的遺傳結(jié)構(gòu)、遺傳背景及各品種之間的親緣關系,品種在各個區(qū)域的適應性能力,為優(yōu)異種質(zhì)資源的創(chuàng)新與利用提供理論指導,為新品種選育提供信息。
關鍵詞:東北大豆;資源篩選
中圖分類號:S506.406 文獻標志碼:A 論文編號:cjas16080014
0引言
大豆作為糧食作物的同時,也是重要的油料作物。近年來,對于大豆品質(zhì)的需求也因此受到越來越高的重視,很多研究曾經(jīng)先后對中國部分省市或地區(qū)的大豆主要農(nóng)藝性狀進行開展。東北三省作為中國大豆的主產(chǎn)區(qū),其總產(chǎn)量和播種面積都約占全國的一半,在中國大豆商品生產(chǎn)中的地位非常重要。通過對東北大豆育成品種遺傳變異進行研究,在揭示該地區(qū)大豆群體遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性具有十分重要意義。
生態(tài)適應性是指同一作物或不同作物的不同生態(tài)型,或品種對在一定生態(tài)環(huán)境條件下的適應能力,即作物在不同的生態(tài)條件下,通過生理、形態(tài)和生化性狀,或過程的變化協(xié)調(diào)自身的生長發(fā)育與環(huán)境間關系的能力。
在中國大豆被認為是耐逆且低產(chǎn)的作物,常種植在生態(tài)條件較差的區(qū)域,在受環(huán)境逆境因素的影響上,相對其它作物更大。在大豆遺傳育種工作中,生態(tài)適應性是品種的主要目標性狀之一,因此,精準鑒定和綜合評價大豆品種的生態(tài)適應性,對于選配親本、后代選擇以及品種推廣都具有十分重要的作用。
筆者以572份東北大豆品種作為基礎材料,初步篩選出在黑龍江省第二積溫帶生態(tài)區(qū)適應性較好的50份育成品種,基于表型性狀對影響大豆品種品質(zhì)及產(chǎn)量的主要農(nóng)藝性狀進行了分析。綜合分析結(jié)果,從中篩選出優(yōu)良性狀品種,以為今后品種選育工作提供優(yōu)異親本,進而緩解東北大豆品種在遺傳基礎上日趨狹窄的趨勢。
1生育期的分組
參試的50份供試材料詳細記錄生育期,根據(jù)試驗結(jié)果將這些材料共分為4個熟期組群體,具體結(jié)果詳見下表1。生育期≤100天為早熟組,100天<生育期≤110天為中早熟組,110天<生育期≤120天為中熟組,120天<生育期≤130天是中晚熟組。
2資源農(nóng)藝性狀群體變異分析
參試的50份材料間主要農(nóng)藝性狀差異較大,株高變化幅度為39~163 cm,平均值為97 cm,極差117 cm;底莢高變化幅度為0-39 cm,平均值為16 cm,極差39 cm;主莖節(jié)數(shù)變化幅度為10~26個,平均值為16個,極差16個;有效分枝數(shù)變化幅度為0~6個,平均值為1個,極差6個;單株莢數(shù)變化幅度為12~199個,平均值為39個,極差187個;單株粒數(shù)變化幅度為21~415個,平均值為89個,極差394個;每莢粒數(shù)變化幅度為1~3個,平均值為2個,極差1個;單株粒重變化幅度為1.18~48.53 g,平均值為16.23 g,極差47.35 g;百粒重變化幅度為6.81~24.83 g,平均值為19.02 g,極差18.02 g;試驗公頃產(chǎn)量變化幅度為1428.6~4000.05kg,平均值為2915.25 kg,極差2571.45 kg。
從表中數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出,品種資源間主要農(nóng)藝性狀差異較大,類型豐富,特點突出,有利于優(yōu)異性狀的挖掘及利用,是一組理想的資源群體(表2)。
3群體農(nóng)藝性狀分析
3.1株高
株高是大豆品種固有屬性之一,主要由遺傳因素決定,同時也受環(huán)境條件影響。高大的植株表明大豆營養(yǎng)生長良好,同時也為生殖生長奠定基礎。研究結(jié)果表明,適度的株高既有利于大豆生長發(fā)育同時又有利于產(chǎn)量形成,反之,植株過高,導致節(jié)間長、易倒伏不利于獲得較高的產(chǎn)量。
供試群體材料株高的極大值為166 cm,極小值為48 cm,極差為118 cm。對各亞群間株高性狀進行多重比較分析結(jié)果見表3。
各熟期組株高極端類型:根據(jù)各熟期組群體的平均數(shù)和標準差計算極大值和極小值,確定群體的極端類型。見表4。
3.2有效分枝數(shù)
有效分枝數(shù)是大豆品種固有屬性之一,主要受遺傳因素決定,同時也受栽培條件及環(huán)境因素的影響。一般情況下多分枝的大豆品種理論上單株莢數(shù)相對較多,穩(wěn)產(chǎn)性較好,但分枝過多會造成植株下層郁閉,通風透光性差,同時底莢高度降低,不利于機械化收獲,對產(chǎn)量反而不利。
根據(jù)各熟期組群體的平均數(shù)和標準差計算極大值和極小值,確定群體的極端類型,挖掘具有適宜分枝特性的品種資源(表5)。
3.3單株粒重
單株粒重是大豆產(chǎn)量相關性狀之一,與種植密度最終決定大豆的產(chǎn)量,不同栽培密度條件下單株粒重有所不同,一般情況下,相同密度的單株粒重越大,則產(chǎn)量水平越高。
根據(jù)各熟期組群體的平均數(shù)和標準差計算極大值和極小值,確定群體的極端類型。單株粒重極端高的類型有可能表現(xiàn)較高的產(chǎn)量,可以考慮作為優(yōu)質(zhì)性狀種質(zhì),極端低的類型可能有較差的產(chǎn)量表現(xiàn)(表6)。
3.4百粒重
百粒重是大豆品種的固有屬性之一,主要受遺傳因素決定,同時也受環(huán)境因素的影響,一般情況下,降雨量偏多的年份百粒重相對增加,干旱年份百粒重相對較小,百粒重與單株粒數(shù)共同決定單株粒重,進而決定了產(chǎn)量,通常百粒重大的品種在產(chǎn)量形成上更有優(yōu)勢,但是百粒重大的品種每節(jié)莢數(shù)偏少,3、4粒莢少,2粒莢偏多,這是由每節(jié)的光合效能產(chǎn)物所決定的。
根據(jù)各熟期組群體的平均數(shù)和標準差計算極大值和極小值,確定群體的極端類型(表7)。
4優(yōu)質(zhì)性狀種質(zhì)推薦
根據(jù)種質(zhì)資源的各個農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的對比,經(jīng)過認真的篩選,特推薦優(yōu)質(zhì)性狀種質(zhì)如下:小粒豆品種:‘吉林小粒豆4號,高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種:‘黑農(nóng)48,高產(chǎn)多節(jié)品種:‘合豐44,高產(chǎn)大粒品種:‘豐收12,早熟多分枝品種:‘黑河11。
小粒豆品種‘吉林小粒豆4號,白花,披針葉,灰色茸毛,子粒圓形,種皮黃色,黃臍,百粒重812 g,株高80 cm左右,亞有限結(jié)莢習性,3~4粒莢較多,結(jié)莢較密,蛋白質(zhì)含量45.19%,脂肪含量16.75%,抗大豆食心蟲,完全粒率高,不易生褐斑粒,不易生霜霉粒,耐瘠薄,無硬石粒。
高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種‘東農(nóng)46,是東北農(nóng)業(yè)大學大豆所選育的高油大豆品種,為無限結(jié)莢習性,有分枝,品種株高80~90 cm。葉披針形、茸毛灰色,子粒呈圓形,種皮黃色,有光澤,百粒重約20 g。生育日數(shù)115天,需≥IO~C活動積溫2350~2450℃之間。
高產(chǎn)多節(jié)品種‘合豐44,亞有限結(jié)莢習性,植株較繁茂,稈強不倒伏,節(jié)間短,結(jié)莢密,三、四粒莢多,頂莢豐富,葉披針形,花白色,茸毛灰白色,莢熟褐色,籽粒圓形,種皮黃色,有光澤,種臍淺褐色,百粒重18~20 g,生育日數(shù)120天,需活動積溫2370℃,為中熟品種,中抗灰斑病。
高產(chǎn)多節(jié)品種‘合豐44,亞有限結(jié)莢習性,植株較繁茂,稈強不倒伏,節(jié)間短,結(jié)莢密,三、四粒莢多,頂莢豐富,葉披針形,花白色,茸毛灰白色,莢熟褐色,籽粒圓形,種皮黃色,有光澤,種臍淺褐色,百粒重18~20 g,生育日數(shù)120天,需活動積溫2370℃,為中熟品種,中抗灰斑病。
高產(chǎn)大粒品種‘豐收12,無限結(jié)莢習性,白花,圓葉,灰色茸毛,桿強不倒伏,有分枝,三、四粒莢多,生育日數(shù)120天左右。該品種籽粒大而圓,種皮鮮黃色,商品品質(zhì)好,耐肥耐旱性強,豐產(chǎn)性好。
早熟大粒品種‘黑河11,亞有限結(jié)莢習性,株高90 cm,葉形披針,花色紫花,圓粒黃色,生育期98~100天,主要特點是結(jié)莢部位高,適于機械化栽培,籽粒大而圓,商品性好。