东北北部高寒地区超早熟大豆育种研究

孙宾成　张琪

摘要 东北高寒地区是我国超早熟大豆主栽区，主要为MG0000组和MG000组，这两组大豆品种数量较少，优异种质资源匮缺。根据大豆生育期的遗传规律，探索超早熟大豆品种的改良方法、选育途径，创新超早熟优质种质，选育超早熟大豆新品种。

关键词 高寒地区；超早熟；大豆

中图分类号 S565.1 文献标识码

A 文章编号 0517-6611（2014）20-06576-02

基金项目 现代农业大豆产业技术体系建设项目（CARS004PS03）。

作者简介 孙宾成（1969- ），男，山东菏泽人，副研究员，从事大豆遗传育种研究。

收稿日期 20140611

1 东北北部超早熟大豆的区域分布及气候特点

我国东北北部极早熟大豆主要分布在大兴安岭北麓、东北麓、小兴安岭高海拔地区，以及大小兴安岭交汇处地区和海拔较低地区。这些地区气候冷凉，作物生育期间有效积温低，≥10 ℃活动积温只有1 700～1 900 ℃，作物生育期短，一般只有85～90 d，并且多为山区，小气候明显，同一个村屯不仅山上山下气候大不一样，而且就同一地块而言，南坡北坡气温亦有很大差别。该地区土壤多为黑土，降水充沛，主要种植小麦、油菜及超早熟大豆。

2 超早熟大豆品种选育概况

1983年，王金陵等培育出我国第一个经过有性杂交选育而成的超早熟大豆东农36，这一品种的推广将大豆种植向北推进了约100 km，开创了超早熟大豆育种的先河，以后又选育出超早熟品种东农47-10、东农78-34等超早熟品种。黑河农业科学研究所、克山农业科学研究所、嫩江试验农场、北安农业科学研究所、呼伦贝尔农业科学研究所等育种单位相继进行了超早熟大豆品种培育工作，重视农家种的收集利用，并培育出多个超早熟品种，如在内蒙呼盟的额尔古纳右旗收集到早黑河大豆，并利用其做亲本，选育出多份优异的超早熟材料。 2013年韩天富课题组把东北高寒地区超早熟大豆品种的生育期组进行了划分，其中MG0000组有东农36、东农41、东农41C、呼交072123、呼交072479、岭北8等，MG000组有登科2号、黑河11、黑河14、黑河20、黑河28、黑河35、黑河41、黑河44、黑河49、垦农8号、北疆1号[1]。超早熟大豆生育期组划分的细化为东北北部高寒大豆种植区的品种选择提供了保证。

3 超早熟大豆熟期与主要性状的关系

生育期是大豆最重要的生态性状。张孟臣等研究认为，缩短花荚期是使熟期提前的一个重要方面。成熟期与开花期呈正相关，开花早的品种熟期也较早；品种生育期与花荚期长短相关（r=0.796 0），超早熟品种花荚期一般较短，已经授粉的花，成荚后鼓粒迅速（如漠河1号，在整株开花结束时，最先开花的底荚已到R3期）。把开花早和花荚发育进程快结合到一起，可选育出更早品种。熟期与产量呈弱的正相关，相关系数约为0.35～0.74，一般而言，熟期越早，产量越低，这也是高寒地区超早熟大豆不能创造高产的原因之一[2]。Dumphy等和 David 等对大豆生育期的不同阶段进行研究，研究表明，大豆生殖生长期持续时间越长， 产量就越高[3-4]。Board 等进一步对大豆源库关系的研究表明，生殖生长期源强度改变对产量的影响远大于营养生长期源强度的改变， 且源的限制作用在生殖生长的早期比晚期强烈[5]。韩天富等研究认为，延长生育前期长度明显增加单株粒数和产量，因此在超早熟大豆育种时，在生长季，选择营养生长快、持续时间长且生殖生长也尽可能长的品种，有可能获得较高产量[1]。

4 超早熟大豆生育期的遗传力

王金陵等、周丰锁等、高凤兰等对大豆生育期遗传力研究表明，在大豆诸多数量性状中，大豆熟期的遗传力最高[6-8]。东北农学院、吉林市农业科学研究所、吉林农业大学等，曾分别估算了F2和F3代生育期的遗传力，其平均值分别为0.78和0.70，F4代遗传变异系数较小，生育期基本趋于稳定[9]。大豆杂交组合在生育日数上出现超亲现象是经常的，成熟期的遗传力由于处于不同组合表现出十分明显的差异。当两超早熟亲本的血缘关系较大时，后代出现一定量的熟期超亲材料，如呼伦贝尔市农业科学研究所利用MG00组的内豆4与MG000组的蒙豆19配制杂交组合，选育出MG0000组超早熟品系呼交072123与呼交072479。當亲本间生育期差别较大时，F2代超亲个体较少，只有到更高世代才会出现一定数量的超亲材料，到F4代生育期才趋于稳定。

5 超早熟大豆的育种方法

选育超早熟大豆的育种方法较多，主要为杂交育种、诱变育种、分子辅助育种等。杂交育种与分子辅助育种相结合，可加快定向目标的选择。通过选择当地主栽MG0000组、MG000组、MG00组品种与性状优异的其他组别品种进行杂交，然后根据群体内有利基因相对分散的特点，利用分子标记技术标记带有目标优良基因性状单株，通过多次系统内优良单株的杂交，使优异基因充分重组，最后达到获取具有优良目的性状的超早熟品种。通过有性杂交育成的超早熟优良品种有黑河11、黑河49、北疆1号、登科2号等。大豆诱变育种中，射线照射使大豆成熟期的变异幅度和突变频率较其他性状高，在F3代就可发现一些高产早熟的变异株，如通过辐射诱变选育出黑河12、丰收11、内豆4等超早熟优良品种。

6 超早熟大豆的品种改良

超早熟大豆种质改良与创新是增强大豆育种的后劲。目前，东北北部高寒地区超早熟大豆品种资源较少，大多数超早熟品种植株营养体过小，抗病性、抗炸荚性差。因此需要从不同生态条件地区，搜集亲缘关系远、成熟期早的亲本资源材料，如从加拿大、美国、俄罗斯远东地区引进000组和00组材料，同时利用其他组别中株型好、品质优良、抗倒伏、抗炸荚、抗病性品种与当地主栽品种进行杂交、回交等，逐步聚合导入目标性状，对后代材料的早熟性、农艺性状、经济性状、抗病性进行鉴定与筛选，创造优异的新种质、新材料，为选育综合性状优良的超早熟品种提供丰富的基础材料。

7 超早熟大豆杂交后代的世代选择

根据育种方向配制的杂交组合，在低世代要注重遗传性状的多样性选择，如从生育期、分枝、株高、叶形、花色、茸毛色、荚色、结荚习性、抗倒性、抗病性、抗炸荚性、品质等方面进行选择；高世代材料各性状基本稳定，应对熟期、丰产、优质等目标性状进行选择。MG000组×MG00 MG0组，F2代可根据生育期选择优良单株，或F2～F4代摘荚单粒传选择，在F5代进行主要性状选择。MG000组×MGIMGV组或（MG000组×MGIMGV）F2F4×MG000组，F2代超早熟期单株较少，而且在系圃行中表现弱小，选择时易被忽略，应提前把超早熟单株选出，然后再对熟期较晚的株行分批混合选择或单粒传选择，F3～F5代根据熟期分组混合选择或单粒传选择，当性状基本稳定后进行单株选择。这样可选出超早熟的最优新品系。

在系圃中对世代单株要多观察、多记录、多标记，如对光温的反应、开花前植株营养期发育的快慢、花荚期的长短、鼓粒期的快慢、秆的韧性强弱、植株的抗病性等性状进行调查，这样能够了解系统材料的优缺点，以便及时淘汰不良单株，减少选种负担，同时可对亲本进行反馈，熟知亲本的遗传特点，为选配其他組合提供借鉴。

根据育种目标选育出的品系，要在不同生态试验点进行适应性、丰产性、抗逆性鉴定，以获得详实的数据，为以后推广应用做好充分准备。

参考文献

[1] 韩天富， 盖钧镒， 陈风云， 等. 生育期结构不同的大豆品总的光周期反应和农艺性状[J].作物学报， 1998， 24（5）：550-556.

[2] 张孟臣，杨春燕，李光威.大豆早熟高产育种主要性状的研究[J].河北师范大学学报，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.大豆的生态性状与品种资源问题[J].中国油料，1981（1）：1-9.

[7] 周丰锁.大豆早熟性遗传的初步分析[J].遗传，1981， 3（2）：12-15.

[8] 高凤兰，王金陵.高纬度地区早熟大豆育种问题的研究[J].大豆科学，1985，4（1）：15-24.

[9] 王金陵.大豆[M].哈尔滨：黑龙江科技出版社，1982：146.