承德农科所大豆育种的回顾与展望

2011-02-09 11:10王瑞霞桑立民
种子科技 2011年9期
关键词:农科所细胞质承德

王瑞霞,孙 阁,张 扬,胡 颖,桑立民

(承德市农业科学研究所,河北 承德 067060)

承德农科所建立于1949年,1957年开始设立大豆专业,1962年归属河北省农业科学院,1972年开始大豆杂交育种,先后承担过国家级、部级和省、市级课题几十项。经过几十年的发展研究,已经取得了一定的科技成果,具备了很好的发展优势。

1 承德农科所大豆育种具有的优势和资源情况

1.1 历年取得的科研成果

1.1.1 “全国野生大豆资源的考察与搜集”1981年获农牧渔业部技术改进一等奖。

1.1.2 中国农科院品种资源所主持,承德农科所参加编写的 “中国大豆品种资源目录”1984年获农牧渔业部技术改进一等奖。

1.1.3 “承豆6号”大豆于2003年通过国家及宁夏审定,审定编号分别为国审豆200314、宁审豆2003003。

1.2 历年发表的文章

先后在国家级、省级刊物发表论文56篇,其中“河北省大豆育种工作的回顾和展望”、“利用RAPD技术分析野生大豆X栽培大豆后代品系遗传组成”、“大豆种间杂交主要农艺性状的母体效应研究初报”、“大豆主要农艺性状与产量的相关及通经分析”、“春大豆品种数量性状遗传参数的研究”、“浅议我省野生大豆细胞质的利用现状、存在问题及解决对策”、“野生大豆细胞质有益基因转移的遗传研究”、“利用野生大豆作母本杂交育种的进展”、“河北省栽培大豆主要农艺性状演变的初步分析”等论文均引起了同行的关注。

1.3 目前已具备的资源

1.3.1 杂交亲本:目前已有220份,其中外省的占102份,其余的都是我所保留品系。其中野生豆后代经常用的有 5 个品系(野 8530、野 8650、野 8702、野 8916、野9517), 常规种常用的有 5 个品系(8402、9039、9422、8125、7907)。这些亲本资源血统丰富,含有高蛋白、高产、高油等亲本。

1.3.2 后代材料:F1有 50个组合,F5~F13有 460个品系33个组合。稳定品系125个,品比19个。其中以野生大豆做母本的种间杂种后代有18个稳定品系,后续品系若干。

2 承德农科所大豆育种的特色与创新

2.1 国内大豆育种状况

我国目前栽培大豆细胞质遗传基础越来越狭窄[1],据研究,黑龙江大豆品种66.23%的细胞质来自于黄宝珠和白眉[2],山东省1949年以来推广的86个大豆品种的细胞质84.88%来源于齐黄1号选莒23[3],黄淮海地区育成的105个品种的细胞质66.70%也来源于此;陕西省育成品种的细胞质主要来自齐黄1号,占育成品种的57.10%。可见,我国生产上利用的大豆品种的细胞质遗传基础非常狭窄。育种工作者为了改变这种局面,努力拓宽栽培大豆的遗传基础。野生大豆蛋白质和异黄酮含量高,抗逆性强,成为拓宽栽培大豆遗传基础的重要种质资源,早已引起很多育种家的重视与利用。但通常认为,野生大豆做母本不宜克服蔓生倒伏性、裂荚、粒小、细茎、深色种皮等缺点,因野生大豆子房和胚囊很小,做母本与栽培大豆杂交不易成功,因而国内外许多学者多以栽培大豆做母本、野生大豆或半野生大豆为父本进行杂交试验。

吉林省农科院大豆研究所孙寰用栽培大豆与野生大豆杂交,发现了质核互作不育系并申请了国际专利。黑龙江省农科院大豆研究所和吉林省农科院大豆研究所利用野生大豆培育出了小粒大豆。此外,以半野生大豆为亲本创造的中间材料5621作为桥梁亲本在育种中也发挥了重要作用。但上述成果均是利用了野生大豆的细胞核。

2.2 承德农科所大豆育种现状

自1990年起,承德农科所大豆育种的指导思想就是最大限度的拓宽我国栽培大豆细胞质的遗传基础。除了常规的品种间杂交外,尝试用高蛋白野生大豆做母本与栽培大豆杂交,并且获得了成功。承德农科所大豆课题组利用野生大豆细胞质替换栽培大豆细胞质后,创造出的栽培大豆新种质没有出现像玉米种间杂种后代那样的难以克服的缺点,且野生大豆作母本的缺点是可以克服的,作母本不仅扩宽了栽培大豆细胞核遗传基础,还能拓宽细胞质遗传基础。

经过十几年的杂交、三交、广义回交,目前已经取得显著效果,并于1991~2000年期间分别获得承德市科委、河北省科委、河北省农林科学院、河北省自然科学基金等立项资助:⑴高蛋白野生大豆资源利用研究。⑵利用野生大豆选育高蛋白高产大豆新品种。⑶春大豆抗病高产新品种选育。⑷野生大豆细胞质及有益基因转移的遗传研究。⑸野生大豆细胞质利用及高蛋白高产大豆新品种选育。现已选育出野生大豆细胞质、高蛋高产、抗大豆食心虫的大豆新品系几十个,其中8702、9517等品系已经基本稳定,2011年有3个品种参加省区试。野8530品系经河北省农科院作物所化验,蛋白质含量高达51%。这批材料12.5%的细胞质是野生大豆的,利用野生大豆做母本与栽培大豆杂交育成的品种目前在国内未见报道,因而我所的大豆育种居国内领先水平。

3 承德农科所大豆育种存在的主要问题

3.1 育种单位与推广部门脱节,生产与市场脱节,大豆产业化尚未形成

目前大豆育种单位与推广部门之间缺乏沟通和联系,育种单位即使育成了优质高产品种,如果自己不去繁殖并推广,育成的品种就难以在生产中得到应用。大面积生产需要大豆良种时,各级推广部门到处引种串种,导致育种单位与推广部门严重脱节,优质高产良种难以形成规模化种植,难以形成国际竞争优势。承德至今没有专门的大豆营销组织(机构),即使农民种植出优质专用型大豆品种,由于流通渠道不畅,不但卖不出好价钱,而且还存在卖难的问题。这样既影响了农民种植优质大豆的积极性,也造成了与市场脱节的现象。承德至今未形成“产、供、销”、“产、加、销”一条龙服务的产业化模式,制约了大豆产业健康发展。

3.2 育种与高产配套技术研究脱节,大豆单产水平低,比较效益差

一个大豆新品种育成后,一旦通过审定,育种单位的任务就结束了。例如我所审定的承豆6号品种,几乎没有宣传推广,在宁夏已经成为当地的主推品种好几年了,在承德由于经费紧张却得不到推广宣传。

对新育成的高产优质大豆品种的最佳播种期、最适宜的种植密度、最佳施肥技术、适宜的种植模式、防灾避灾技术等配套技术更没有进行研究,致使一些大豆新品种即使进入大面积生产应用,也表现为产量水平较低,品质差,难以形成较高的比较效益,这样既影响了农民种豆的积极性,也制约了我市大豆生产的跨越式发展。

3.3 研究经费不足,育种研究力量薄弱,育种技术手段落后

在研究经费方面,自筹资金从事大豆育种工作,在育种技术方面,由于资金短缺,科技力量不足,我所大豆育种手段和技术相当落后,更谈不上开展生物技术育种、外源DNA导入等先进的育种技术,仅仅开展品种间杂交、系统选育等常规的育种还由于缺乏经费而断断续续的进行。

4 今后承德农科所大豆育种思路

4.1 加强生物技术与杂交育种的结合

大豆育种途径有许多种,但目前应用最广泛且卓有成效的方法依然是杂交育种,河北省绝大多数审定品种都是依靠杂交育种选育出来的。但是,杂交育种主要是种内和种间杂交优势的利用,不仅优势有限,而且要依靠育种家的经验,根据田间的表现来选择,有一定的随意性。而生物技术则不同,它是把生物细胞中的DNA提取出来,在体外经过切割、搭配,有目的、有计划地进行添加、清除、代换使其重组,然后导人异种细胞,整合到基因组中,以达到消除不利性状,改变细胞遗传结构,使之产生有利性状的目的。目前,河北农大的转基因应用于大豆育种的生物技术主要有外源DNA导人技术。

生物技术的广泛应用有助于提高大豆遗传改良的效率,更精确地指导品种选育。建立常规技术与生物技术相结合的技术体系,创建新的种质与特异基因资源提供育种用。

同样可以利用生物技术进行抗逆育种,也就是把抗病、抗虫的外源性基因植人大豆,既可解决大豆病虫害问题,又能有效保护环境。生物技术同样也能将耐盐、抗早、抗倒等优良基因导人大豆,从而大幅度提高产量。

4.2 大豆育种目标要多样化

国际化市场竞争变得日益激烈。优质、高产、多抗专用型大豆新品种选育已成为我国大豆育种研究工作的重点。高蛋白育种、高油育种、特大粒大豆与特小粒大豆、菜用大豆与药黑豆等已经为大豆育种家所重视。高蛋白大豆是指蛋白含量在47%以上的大豆;高油大豆是指脂肪含量在23%以上的大豆;特大粒大豆是百粒重在40 g以上的大豆;特小粒大豆是指百粒重在10 g左右的大豆;菜用大豆要求糖分高、适口性好、熟期早的品种;药黑豆要求高产、优质、多抗的品种。另外,大豆抗虫育种已是摆在育种工作者面前迫切而首要的研究课题。针对我所现有的种间杂交后代的特点,搞抗虫育种、特小粒和药黑豆育种应该是有优势的。

4.3 积极寻求合作

采取多种形式与有实力有名望的同行合作,多方位争取课题,特别是要和中国农科院资源所、河北省农科院大豆所、河北农业大学大豆所等单位建立起紧密的合作关系。利用本课题组拥有的国内首家具有野生大豆细胞质的种间杂交种质资源这一优势,尽可能争取与有转基因育种课题的单位合作育种,进一步提高种间杂种后代的利用价值。

4.4 以野生大豆做母本的种间杂交后代的再利用为重点

争取与国家大豆产业体系和自然科学基金项目建立紧密关系,探索新种质资源的深层的利用价值。

4.5 积极推广开发承豆5号和承豆6号

在我省春播区域,承豆5号和6号表现高产,抗性好,农民很喜欢,但经销商没有进货渠道,得不到合法的推广和开发。我所今后可继续开发该品种并提供给市场合格的种源。

4.6 积极寻求适合承德地区的大豆产业化发展途径

随着我国综合国力和国民经济总水平的提高以及人们生活水平的提高,国人的消费观念有了根本的改变,由原来的温饱型逐步向追求健康型消费迈进,近几年来悄然兴起的素食之风就是一个真实的写照。

从消费者的消费需求和消费习惯上看,随着人们对生命价值认识的改变,对营养、健康饮食的追求在不断加深,饮食结构也随之发生了很大的变化。从社会发展角度来看,现代人的生活水平越来越高,生活节奏越来越快,对食品的需求开始向安全、美味、方便化发展,豆制品也正好符合现代的消费趋势。可以说,追求健康、营养、环保、方便快捷、绿色、必将成为今后国人的饮食时尚,而这一切都为豆制品行业的发展提供了前所未有的市场机遇。

承德作为国际旅游城市,发展休闲健康食品应该有很大的发展空间,一些口感好、保质期长、携带方便的休闲豆制品将有较快的发展。承德有全国著名的“露露 ”,同样也可以再创著名的“豆豆”,为今后承德市大豆产业化开创新局面。

[1]林红.野生大豆的利用与优质资源的创新 [J].中国油料,1996,18(4):70 ~ 72.

[2]张国栋.黑龙江省大豆推广品种细胞质来源初步分析[J].大豆科学,1987,6(5):313 ~ 316.

[3]李星华.山东主要大豆品系分析[J].山东农业科学,1987,(3):4 ~ 7.

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