对大豆种质基因库基础群体构建与轮回选择育种的几点认识*

赵志刚，罗瑞萍

（宁夏农林科学院农作物研究所/大豆产业技术体系银川综合试验站，银川 750105）

轮回选择技术作为种质创新的一种方法在大豆育种中的应用较为广泛[1]。国内外学者研究证明轮回选择对大豆熟期、蛋白质、脂肪、抗病有效[2]。宋启建等研究人员构建了我国第一个大豆ms1雄性不育轮回群体[3]。邓莹莹等[4]研究结果表明，轮回选择后大豆基因的个别位点频率发生了变化。国内研究人员赵双进等对大豆轮回群体与供体亲本的混合比例研究结果表明：随着供体亲本与ms1原始群体比例增大，供体亲本的导入率不断提高。在等面积混合比例为1：1时，可获得较多的异交种子。当混合比例为5：1时导入率接近50%。群体中不育株接受外来花粉的距离研究结果表明：不育株主要接受近距离可育株的花粉，导入亲本材料与不育群种子均匀混合种植可提高异交结实率。赵双进等研究人员构建了河北夏播生态类型的ms1大豆种质基因库基础群体，大豆ms1高蛋白亚群体、高油亚群体等。并通过轮回群体选择技术，培育了高油大豆新品种冀豆19[5]，高蛋白大豆品种冀豆20。

本文主要介绍了宁夏大豆科研工作者用大豆ms1雄性核不育雌性可育基因，通过自然界昆虫传粉、授粉，使封闭式杂交变为开放式杂交，以互交、回交、轮回选择为基础，将尽可能多的优良基因聚集到一个开放式的基因库中，构建宁夏春大豆雄性核不育种质基因库基础群体，并根据不同农业生态区域农业生产对大豆优良品种的需求，不断挖掘这些资源中的有利基因，选育优质、高产、抗逆、广适应性的春大豆新品种，为农业生产服务。

1 具体做法

2009年，银川大豆试验站从河北农科院粮油研究所引进大豆ms1雄性核不育材料及原始群体。

2010—2016年，采取不育株粒与等量混合的20个左右的亲本受体材料，以1：1隔行人工开沟种植的方法，构建了“杂交群”体。从“杂交群”体摘荚收获不育株籽粒，混合收获可育株；翌年，可育株籽粒等行距种植构建“重组群”，并从“重组群”中摘荚收获不育株籽粒、选择生育期适宜、抗逆性好、产量性状表现优良的单株。次年，进行株行种植，并以此株行、株系、产量鉴定等试验构建“稳定群”。从“杂交群”“重组群”“稳定群”体中摘荚收获的不育株籽粒继续作为下一轮的杂交亲本材料。不育株籽粒与受体亲本进行隔行种植进行杂交。

2016年9月石家庄“大豆种质基因库基础群体构建与轮回选择”技术交流会议后，11月份在海南加代繁殖了当年收获的不育株籽粒1 500 g（收获不育株粒3 000 g，繁殖了1/2），收获可育株粒。

2017年按照“大豆种质基因库基础群体构建方法”进行种植，首次将亲本受体材料增加至70个，不育株籽粒和亲本受体混合材料按照1：5混合种植进行杂交（杂交群），摘荚收获不育株籽粒。种植南繁可育株粒交互材料1 334 m2（重组群），摘荚收获不育株籽粒、选择优良单株。摘荚收获不育株籽粒7 000 g，田间选择优良单株292株。11月份在海南加代繁殖不育株籽粒（4 000 g）并收获可育株籽粒。种植黄土高原交互群体1 334 m2，群体材料普遍晚熟，没有收获到不育株籽粒和单株材料。杂交群、重组群的试验材料采用12嘴手推顶箱式滑道精量播种器等行距播种，行距50 cm，株（穴）距13～14 cm，每穴1～2粒。试验播种日期、施肥量及田间管理与一般生产大田相同。

2018年计划再次导入优选的亲本受体基因（75份材料），不育株籽粒与受体材料按照1：5混合种植，种植面积2 001 m2，收获不育株籽粒；种植互交群体材料（南繁回来的材料）2 668 m2，选择优良单株及摘荚收获不育株籽粒；种植株行197份；株系53份；产量鉴定品系35份；15份材料进行产量比较试验；提供参加本区区域试验轮回新品系1个，对受体亲本75份材料进行繁殖。

2 轮回选择种质创新及进展

宁夏春大豆高产育种目标是选择适宜宁夏春播的优质高产大豆品种，或生产需求的新种质材料，选育创新优异高产株型材料。株高100 cm左右，直立、抗倒伏、抗病、适应性强、籽粒外观商品性好、品质优良、产量性状突出、目标产量250 kg/667m2以上，生育期135 d左右的中晚熟春大豆品种或高蛋白质、高油专用品种。

目前，初步构建了宁夏春大豆核不育种质基因库基础群体中晚熟亚群。2015年轮回群体选择育种大豆新品系产量鉴定试验结果：较对照增产5%以上的新品系有5个。2016年产量鉴定新品系13个，有4个新品系较对照增产，增幅3%～16%。2017年新品系产量比较试验参试材料11份，较对照增产的有2个品系。13LD-222较对照平均增产31.17 kg/667m2，增产9%，13LD-219较对照平均增产12.65 kg/667m2，增产4%。方差分析表明，增产显著。

3 几点认识

（1）轮回群体选择育种技术与常规杂交育种技术相比，优点：一是可以获得较多的亲本组合类型；二是使封闭式杂交变为开放式杂交，省去了人工杂交的繁琐程序；三是实现了多基因重组，可以获得遗传基础比较丰富的分离群体，选择优良单株的空间比较大。缺点是：系谱不详。

（2）轮回选择的技术关键点。一是要收集足够多的大豆ms1不育株籽粒和优良亲本受体材料，按照1：5混合种植进行杂交，收获不育株籽粒；二是不育株籽粒进行南繁收获可育株粒；三是种植可育株粒互交后，收获不育株粒，同时按照育种目标选择优良单株；四是按照单株、株行、产量鉴定等系谱育种方法，选择目标品种（系）。

（3）大豆ms1不育株，植株高大健壮、根系发达、多分枝、抗倒伏、抗病、虫食粒少，成熟时秆青叶茂。摘荚收获的不育株荚：1粒荚较多；其次为2粒荚；再次为3粒荚，最少（见图1～4）。

图1 不育株：植株高大健壮、根系发达、多分枝、抗倒伏、抗病、虫食粒少

图3 不育株结荚以1粒荚为主

图4 不育株荚：1粒荚多；其次为2粒荚；再次为3粒荚，最少

（4）2016年之前ms1不育材料与受体亲本1：1种植，收获的不育株籽粒比较少，选择优良单株的范围小；2017年以来，ms1不育材料与受体亲本1：5种植，采摘收集的不育株籽粒比较多，选择优良单株的范围也比较大。

（5）应用大豆ms1雄性核不育材料进行轮回选择育种，由于主要是通过自然界昆虫传粉、授粉进行杂交，大豆生长期间不能使用农药防治大豆虫害。

（6）大豆ms1雄性核不育种质基因库基础群体的构建，轮回选择育种技术为加快宁夏大豆新品种（系）的选育奠定了坚实的基础。

[1]朱成松,盖钧镒,宋启键.大豆产量轮回选择的初步研究[J].江苏农业学报,1998,14(2):80-84.

[2]赵青松,杨春燕,赵双进,等.大豆ms1轮回群体应用于转EPSPS基因大豆育种改良研究[J].华北农学报,2016,31(增刊):112-116.

[3]宋启建,吴天峡,盖钧镒.熟期选择对下一轮回群体质量、数量性状及不育率的影响[J].中国农业科学,1996,29(3):49-54.

[4]邓莹莹,赵双进,闫龙,等.定向选择对大豆ms1轮回群体遗传基础的影响[J].大豆科学,2015,34(4):548-554.

[5]赵双进,张孟臣,杨春燕,等.高油大豆新品种冀豆19的选育及栽培要点[J].作物杂志,2010(1):41.