大豆不同亲本组合对后代品系蛋白质含量的影响*

刘长海，张存生，丁海龙，朱洪德，费志宏，张安宏，胡淑艳，吴艳华，冯丽娟

（1.黑龙江农垦总局九三科研所，黑龙江　嫩江　161441；2.黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江　大庆　163319；3.黑龙江垦丰种业有限公司，哈尔滨　150088）

大豆不同亲本组合对后代品系蛋白质含量的影响*

刘长海1，张存生1，丁海龙1，朱洪德2**，费志宏2，张安宏1，胡淑艳1，吴艳华1，冯丽娟3

（1.黑龙江农垦总局九三科研所，黑龙江嫩江161441；2.黑龙江八一农垦大学农学院，黑龙江大庆163319；3.黑龙江垦丰种业有限公司，哈尔滨150088）

结合大豆育种实际工作，设置低蛋白×低蛋白、低蛋白×高蛋白2种不同类型的大豆杂交组合，先后对各组合类型后代单株及后代品系蛋白质、油分含量进行测定分析。结果表明，大豆杂交亲本蛋白质含量通过杂交后代群体对后代品系蛋白质含量特征有显著的影响，亲本蛋白质含量与后代品系蛋白质含量表现为显著的正相关。不同蛋白质含量的大豆杂交亲本组合类型对后代品系蛋白质含量有显著的影响。试验明确了大豆杂交后代群体蛋白质含量的遗传过程以及选择作用对后代品系蛋白质含量的影响，为大豆蛋白质育种实践提供参考。

大豆；亲本；蛋白质含量；后代品系

大豆的主要品质性状是种子的蛋白质与油分含量，而二者含量呈负相关[1]。大豆杂交后代在蛋白质和油分含量上均表现较为复杂的加性数量遗传，受环境的影响变化较小，都具有中等偏高的遗传力[2]，而大豆蛋白质含量的遗传力较油分的高些[3]。邱丽娟等[4]对6个大豆杂交组合后代蛋白质含量遗传的研究表明，杂交后代蛋白质含量的遗传力中等偏高，且随着世代的升高而增加，在高蛋白大豆杂交育种中，选择综合性状好的高蛋白材料作为亲本是必要的。宋启建等[6]经对23个组合世代间相关性的研究表明，蛋白质、油分及总量含量世代间具有极显著的正相关，组合内早晚世代的表现具有较大的一致性，认为对组合的选择可从F1代开始，因为组合间的差异主要由加性基因作用所致。孟祥勋和杨庆凯[7]对2个大豆杂交组合后代群体蛋白质含量分析得出，从F4代开始，株系内蛋白质含量的遗传性变异已经很小，而以“一粒传法”处理形成的各代群体，平均蛋白质含量基本一致，晚世代材料可保持早世代所具有的广泛的遗传变异。

本研究结合大豆品质育种实际工作，以高产、优质的为育种目标，根据大豆杂交后代蛋白质含量具有较大遗传力的特点，分析了大豆不同杂交组合亲本对早世代群体蛋白质含量的影响，杂交早世代材料的蛋白质含量遗传至高世代品系材料，进一步分析大豆亲本组合对后代稳定品系蛋白质含量的影响。

1　材料与方法

1.1试验材料

杂交组合按亲本的蛋白质含量分为2种类型，低蛋白×低蛋白组合4个：合丰42号×垦农18号（05-01）、合丰42号×垦农19号（05-02）、垦鉴豆31号×垦农18号（05-03）、黑河31号×合丰47号（05-04）；低蛋白×高蛋白组合2个：黑河31号×黑农43号（05-05）、黑河31号×黑农48号（05-06）。

1.2试验方法

试验设在九三科研所科技园区试验田，土质为黑土，前茬小麦，土壤状况良好，肥力中等，秋整地、秋起垅夹肥，二铵、尿素、硫酸钾均施360 kg/hm2，氮∶磷∶钾=1∶1.4∶0.4，0～20 cm耕层有机质含量5.52%，土壤pH值6.67。

2005年配制6个大豆杂交组合，秋季每个组合分别收获20～30粒的杂交种。2006年按组合种植杂交种，生长期间，去掉伪杂株，收获6个组合的F1代植株，每个组合收获10株。2007年按组合种植F1代种子，每个组合混合种植为10行区，行长5 m，株距8 cm。秋季按组合进行后代单株选择，进行单株编号。2008年春季，对每个组合所选单株籽粒进行蛋白质、油分含量测定。2008—2010年对各组合后代材料按株系选取后代单株材料。2011年秋季对稳定的株行材料进行品系决选，各组合分别决选品系数量分别为15，16，14，17，12和13份。2012年春季，对每个组合所选品系进行蛋白质、油分含量测定。试验采用Foss公司生产的Infratec1255型近红外整粒谷物快速测定仪。蛋白质及油分含量是在相应水分条件下测得，转换为干基条件下的公式为：干基（%）=〔测得值/（1-水）〕×100%。

2　结果与分析

2.1亲本蛋白质含量对后代品系蛋白质含量的影响

从表1可以看出组合亲本蛋白质含量对后代品系蛋白质含量的影响，低蛋白×低蛋白组合的品系蛋白质含量低，低蛋白×高蛋白组合的品系蛋白质含量较高。低蛋白×低蛋白类型的4个组合中有3个组合后代品系平均蛋白质含量高于高值亲本，且4个组合品系平均蛋白质含量高于组合中亲值。

2.2亲本蛋白质含量对后代品系蛋白质含量数量特征的影响

从表2可以看出组合亲本蛋白质含量对后代品系群体蛋白质含量的影响。总体而言，组合品系群体中蛋白质含量的平均值、最大值、最小值及中位数均以低蛋白×低蛋白组合为低，低蛋白×高蛋白组合为高。

表1　亲本及F2代群体、后代品系蛋白质含量　%

表2　不同组合类型后代品系蛋白质含量数值比较

2.3不同组合类型后代品系蛋白质含量频率的分布

从表3可以看出，在2种类型的6个组合中，在后代品系蛋白质含量呈近正态分布的趋势上，在品系蛋白质含量频率分布的峰值区域对应的蛋白质含量值表现为低蛋白×低蛋白组合较低、低蛋白×高蛋白组合较高，在4个低蛋白×低蛋白组合品系群体中，蛋白质含量在低值方向均高于低值亲本，在高值方向大多超过高值亲本；在2个低蛋白×高蛋白组合品系群体中，蛋白质含量在低值方向均高于低值亲本，在高值方向上均未超过高值亲本。说明在低蛋白×低蛋白组合后代品系中，蛋白质含量不易较双亲更低。在低蛋白×高蛋白组合后代品系中，蛋白质含量一般分布在双亲含量范围之内。

表3　不同组合类型后代品系蛋白质含量频率分布比较

2.4亲本蛋白质含量与后代品系蛋白质含量的相关性

对6个组合亲本蛋白质含量与后代品系蛋白质含量的相关性分析表明，母、父本蛋白质含量与后代品系蛋白质含量的相关系数分别为-0.597 5和0.883 9。组合蛋白质含量中亲值与后代品系蛋白质含量的相关系数为0.839 0，达到显著水平。之前的试验表明组合蛋白质含量中亲值与F2代群体蛋白质含量的相关系数为0.890 2，亦达到显著水平。F2代群体蛋白质含量平均数与后代品系蛋白质含量平均数的相关系数为0.670 1。表明亲本蛋白质含量通过杂交后代群体材料对后代品系产生影响（见表4）。

表4　亲本、F2后代群体蛋白质含量与后代品系蛋白质含量的相关性

2.5组合亲本蛋脂总量对后代品系的影响

试验进一步分析了杂交组合双亲的蛋脂总量与后代品系蛋脂总量的相关性，结果表明二者呈正相关，相关系数为0.463 5，而双亲的蛋脂总量与后代单株群体蛋脂总量的相关系数为0.831 8，达到显著水平。表明双亲的蛋白质、油分含量通过各世代群体对后代品系含量的影响作用，也反应了以丰产性为主要育种目标的选择作用对后代品系蛋脂总量的影响（见表5）。

表5　亲本蛋脂总量与后代品系的相关性

2.6选择作用对后代品系蛋白质含量的影响

对F2代单株群体蛋白质含量与后代品系蛋白质含量的方差分析F测验表明，6个组合F2代单株群体蛋白质含量的变异大于后代品系蛋白质含量的变异，均达到极显著水平。对6个组合后代品系蛋白质含量与F2代群体蛋白质含量的平均数差异假设测验，05-01组合差异为显著水平，其他5个组合差异为极显著水平。表明在以丰产性为主要育种目标兼顾株系类型的后代选择条件下，一些丰产性差的株系材料遭到淘汰，使品系的蛋白质含量分布与F2代单株群体蛋白质含量分布有了显著的差异，致使6个组合品系蛋白质含量都高于F2代群体平均水平。在05-05组合中，所有入选品系的蛋白质含量平均值为40.98%，而其中产量最高的品系九科12-51802的蛋白质含量为40.07%，为所有入选品系中含量最低，可见在高蛋白组合中产量高的品系蛋白质含量反而偏低（见表6）。

表6　组合单株与品系的蛋白质含量的比较

3　结论与讨论

在本试验中，亲本蛋白质含量与F1代蛋白质含量、F2代群体蛋白质含量平均数的相关系数分别为0.918 4、0.890 2，分别达到极显著和显著水平[5]，F2代群体蛋白质含量平均数与高代品系蛋白质含量平均数的相关系数为0.670 1。蛋白质含量中亲值与高代品系蛋白质含量平均数的相关系数为0.839 0，达到显著水平。试验表明亲本蛋白质含量通过对F2代等后代群体蛋白质含量的影响而对高代品系蛋白质含量产生影响，在F2代群体进行蛋白质含量的选择是必要的和有效的。与陈新等[8]通过3个组合测定的F1～F4世代群体间蛋白质含量达到了极显著的正相关、F2世代具有较大的遗传进度的结论是相符的。不同蛋白质含量组合类型间后代群体及品系的蛋白质含量是有明显差异的，尤以与蛋白质含量中亲值相关显著，与之前的一些研究结论相同[6,8-9]。在育种实践中，要保持较高的中亲值才能使后代群体及品系具有较高的蛋白质含量。

蛋白质中亲值与高代品系蛋白质含量相关系数的显著水平相较于后代群体的相关系数的降低以及后代品系中蛋白质与油分含量负相关系数水平相较于后代群体中的降低，都反应了人为选择作用对蛋白质含量的影响。说明在分离较广的杂交早期世代更多地注重对产量性状的选择，不重视对高蛋白后代材料的选择，将会遗失一些高蛋白优良个体，可见在杂交早期世代选择高蛋白个体是有必要的[4]。

在大豆品质育种工作中，为了减少品质化验的工作量及费用，要自低代起保持一定量的不同株系类型材料，以保持后代材料丰富的遗传类型，尽可能对后代群体做无偏的选择，以丰产性作为主要选择性状，得到一定量不同早代株系衍生的高代株行材料，再进行新品系的品质化验分析，综合地选育出高产、优质的大豆品系材料。

[1]赵洪璋.作物育种学[M].北京:中国农业出版社,1981:549-551.

[2]张子金.中国大豆育种与栽培[M].北京:中国农业出版社,1987:238-240.

[3]王金陵.大豆[M].哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1982:152-153.

[4]邱丽娟,王金陵,杨庆凯.大豆高蛋白育种的亲本选配和后代选择的研究[J].大豆科学,1990(4):273-275.

[5]刘长海,于晓春,朱洪德,等.大豆不同亲本组合对早世代群体蛋白质含量的影响[J].作物杂志,2012(4):112-115.

[6]宋启建,盖钧镒,马育华.大豆品种蛋白质、油分含量的遗传特点[J].中国农业科学,1989,22(6):24-29.

[7]孟祥勋,杨庆凯.大豆杂种不同世代（F2—F6）蛋白质含量遗传变异与选择世代分析[J].大豆科学,2002(1):25-30.

[8]陈新,朱成松,顾和平,等.大豆蛋白质含量遗传变异特点及早世代选择效果的研究[J].大豆科学,1997(4):330.

[9]王新风,富健,孟凡刚,等.大豆高蛋白组合杂交后代的蛋白质含量遗传研究—杂种F2代蛋白质含量与亲本的相关性分析[J].作物研究,2007(3):165-166.

S603.3

A

1674-3547(2016)05-0004-05

2016-07-13

刘长海，高级农艺师，从事大豆育种工作，E-mail:jskyslchh@163.com

国家高技术研究发展计划资助项目（2003AA207170、2004AA207160）；国家科技支撑计划资助项目（2006BAD01A04）；引进国际先进农业科技计划资助项目（2008-Z24）；黑龙江省发展高新技术产业专项资金资助项目（FW06B902）；黑龙江农垦总局“十一五”重点科技攻关资助项目（HNKXIV-02-01）

**通讯作者：朱洪德，研究员，硕士生导师，主要从事大豆遗传育种研究，E-mail:zhd495@163.com