张玉梅,蓝新隆,陈 伟,滕振勇,陆佩兰,林国强 *,胡润芳 *
(1.福建省农业科学院作物研究所/福建省特色旱作物品种选育工程技术研究中心,福建 福州 350013;2.福建省种子总站,福建 福州 350003)
【研究意义】鲜食大豆是营养丰富且绿色无公害的健康食品,蛋白质含量高,富含较易被人体吸收利用的多种游离氨基酸和维生素,对调节人们膳食结构和改善营养状况都具有重要作用[1−3];大豆节本增效、生育期短,更具有独特的固氮生理特性,利于后作,其市场潜力已为人们所认可,并形成了一个新兴产业[4,5]。2021年7月,中央全面深化改革委员会第十二次会议,审议通过了《种业振兴行动方案》,这是继1962年出台《关于加强种子工作的决定》后,再次对种业发展作出的重要部署,是我国种业发展史上具有里程碑意义的一件大事。文件的出台表明了新品种选育始终是农业之基石,具有举足轻重的作用。良种是农业高质量发展的重要抓手,其对粮食增产贡献率是45%[6],是提高国际竞争力的关键。要在品种选育上取得新突破,培育更多区域性、个性化品种,从源头增加优质绿色农产品供给,做好良种选育必不可少。因此,开展鲜食大豆育种研究,提高鲜食大豆的单产和品质,优化品种结构,发展鲜食大豆生产,是保障鲜食大豆产业安全的重要举措,也是我国应对市场挑战,振兴中华大豆产业的重要策略。加速自主培育更新适应当地种植的鲜食大豆新品种是当前我省鲜食大豆育种工作者的当务之急。【前人研究进展】福建省素有“八山一水一分田”之称,其气候条件较为复杂。福建省作为中国鲜食大豆的主产区之一,长期以来生产上应用的品种主要引自台湾、江苏、上海、浙江等地,自主选育品种较少。同时,由于引进品种往往容易产生品种地域适应性等问题,自育品种更新缓慢、品种退化,制约我省鲜食大豆产业发展。【本研究切入点】一粒种子改变一个世界,种业是农业的“芯片”。鲜食大豆是我省区域优势农产品,具有重要的地位。为满足对高产优质鲜食大豆新品种的需求,课题组进行了高产优质鲜食大豆新品种选育。【拟解决的关键问题】本研究以抚鲜5号为母本,K丰72-2为父本,采用人工杂交授粉技术,进行有性杂交,创造后代群体,并进行定向选择筛选出适宜在福建及相似生态区推广种植的优质高产的鲜食大豆新品种,加快鲜食大豆新品种示范推广,助力鲜食大豆产业发展。
母本抚鲜5号,辽宁省抚顺市农业科学院鲜食大豆品系。该品种植株直立,株型收敛,有限结荚习性,叶椭圆,幼茎绿色,花白色,茸毛灰色;籽粒椭圆形,鲜籽粒色淡绿,清煮口感香甜柔糯。成熟后种皮淡绿色,种脐淡黄色,子叶黄色。株高春作30~40 cm,鲜百粒重74 g左右。春作从出苗到采青 82 d 左右,到成熟 110 d 左右。
父本K丰72-2,辽宁省铁岭市维奎大豆科学研究所鲜食大豆品系。该品系稳定,植株直立,株型收敛,有限结荚习性,叶椭圆,幼茎紫色,花紫色,茸毛灰色;籽粒椭圆形,鲜籽粒淡绿色,清煮口感香甜柔糯;成熟后种皮青色,种脐淡黄色,子叶黄色;春作从出苗到采青81 d左右。
2008年秋季以辽宁省抚顺市农科院抚鲜5号为母本、辽宁省铁岭市维奎大豆科学研究所K丰72-2为父本配制杂交组合,编号08B2。2009年秋季种植F1代混收,2010年秋季种植F2代紫花白花植株分开混收,将紫花组合编号为08B2-1。2011年秋季种植F3代去白花植株,紫花植株摘荚混收;2012年春季F4代紫花植株挂牌选择健壮、大粒大荚、无病株20株,单株收获;秋季F5代单株繁种,选择花色分离较少的株系拔除白花植株。2013年春植F6代从未见花色分离的株系选择健壮单株20株,混合收种,秋季繁种提纯(F7)。2014年秋繁种提纯(F8),2016年冬季海南原种复壮扩繁(F9)。2017年春季在青口基地进行的三重复鲜食大豆品比试验结果表明:闽豆10号平均鲜荚每667 m2产量558.64 kg,比对照毛豆3号(CK)增产16.35%,增产极显著。2018年在连江、泉州、龙海等地多点试验,表现较好。2019-2020年参加福建省鲜食大豆品种区域试验。2021年7月通过福建省农作物品种审定委员会审定,审定编号:闽审豆20210001。闽豆10号选育图谱见图1。
图1 闽豆10号选育图谱Fig.1 Breeding of Mindou 10
根据 GB 5009.3—2016 食品中水分的测定方法第一法直接干燥法测定水分含量;根据 GB/T 5009.10—003 植物类食品中粗纤维测定方法测定粗纤维含量;根据 GB 5009.86—2016 食品中抗坏血酸的测定方法测定维生素 C 的含量;根据 GB 5009.8—2016 和 GB 5009.9—2016 食品中总糖和淀粉的测定方法分别测定总糖和淀粉的含量;根据 GB/T 6432—12018饲料中粗蛋白测定方法测定粗蛋白质含量;根据 GB/T 6433—2006饲料中粗脂肪的测定方法测定脂肪含量。
炭疽病抗性鉴定委托福建省农业科学院植保所采用大豆始荚期人工接种法进行鉴定。倒伏性、霜霉病和锈病等由各区试点田间观察鉴定。
应用Excel和DPS软件中农作物品种区域试验统计分析试验相关数据,以LSD法检验参试品种(系)的丰产性及稳产性。
闽豆10号株型收敛,有限结荚习性。幼茎基部紫色,叶椭圆,花紫色,茸毛灰色,籽粒椭圆形,鲜籽粒色淡绿,脐无色,清煮口感为香甜柔糯。成熟荚灰褐色,干籽粒种皮青色,种脐淡黄色,子叶黄色。根据两年省区试结果(表1):闽豆10号平均采青日数80.27 d,比CK迟1.36 d;平均株高45.88 cm,茎粗0.85 cm,主茎节数7.85个,有效分枝数3.49个;单株有效荚数36.15个,标准荚数26.06个,标准荚长5.67 cm、宽1.38 cm,每千克标准荚数325.61个;单株荚重90.34 g,鲜百粒重74.49 g;荚大粒大,商品性佳。
表1 闽豆10号与毛豆3号(CK)主要农艺性状和经济性状比较Table 1 Main agronomic and economic characteristics of Mindou 10 and Maodou 3
根据福建省鲜食大豆新品种区域试验结果(表2),闽豆10号2019年7个试点平均鲜荚产量11818.20 kg·hm−2, 比 CK 增 产 10.55% , 增 产 极 显著,5个点增产2个点减产,居参试品种第1位;标准鲜荚产量为 8750.85 kg·hm−2,比 CK 增产 1.92%,标准荚率74.05%。2020年续试,7个试点平均鲜荚产量 10945.35 kg·hm−2,比 CK 增产 0.34%,增产不显著,6个点增产1个点减产,居参试品种第4位;标准鲜荚产量为 8098.05 kg·hm−2,比 CK 减产 3.31%,标准荚率73.99%。两年平均:鲜荚产量为11381.85 kg·hm−2,比 CK 增产 5.40%,标准荚产量为 8424.45 kg·hm−2,比CK 减产0.66%,标准荚率74.02%。闽豆10号2020年春季在连江丹阳镇新洋村小面积示范,鲜荚产量为 10578 kg·hm−2,比对照毛豆 3 号增产4.24%。
表2 闽豆10号与毛豆3号(CK)在福建省区域试验中的产量比较Table 2 Production yields of Mindou 10 and Maodou 3 at provincial regional trials in Fujian
从闽豆10号与CK 2019—2020各试点的小区产量可以看出(表3),在2019年7个试点中,闽豆10号5个点增产2个点减产,连江、莆田、泉州、明溪和南平等5个试点比CK增产,其中南平点增产较高,翔安和漳州点减产;在2020年7个试点中6个点增产1个点减产,莆田、连江、泉州、翔安、明溪和南平等6个试点比CK增产,其中明溪点增产较高,漳州点减产。
表3 闽豆10号与毛豆3号(CK)各试点小区产量Table 3 Yield performance of Mindou 10 at 2019 and 2020 provincial regional trials in Fujian 单位:kg
应用DPS数据处理软件及LSD法对参试品种两年区域试验产量进行丰产性及稳产性分析,结果表明(表4):闽豆10号与CK变异度相差不大;2019年变异系数为14.23%,略低于CK变异系数14.40%,综合评价为好;2020年变异系数为9.89%,高于CK变异系数9.38%,综合评价为好。该品种适应能力强,稳定性好。
由表4可知,闽豆10号2019和2020年的丰产性效应值分别为1.09和0.34,均高于CK(−0.42和0.29);2019年闽豆10号的回归系数为0.3785,低于CK(0.8669);2020年闽豆10号的回归系数为0.6834,低于 CK(1.0953)。表明闽豆 10 号在水肥条件中等以上的地块种植,可充分发挥高产潜能。
表4 闽豆10号与毛豆3号在福建省区域试验的丰产性及稳定性分析Table 4 High and stable yield performance of Mindou 10 and Maodou 3 at provincial regional trials in Fujian
经福建省农科院农业质量标准与检测技术研究所检测,闽豆 10 号鲜籽粒含维生素 C 0.27 mg·g−1、总糖3.40%、粗纤维4.10%、淀粉6.65%、粗脂肪5.10%、粗蛋白质12.46%(表5)。
表5 闽豆10号测试报告Table 5 Test report on Mindou 10
根据两年区试田间鉴定结果,闽豆10号2019年漳州点发生1级霜霉病,2020年翔安点发生轻度霜霉病和锈病。抗炭疽病室内鉴定结果:2019年表现中抗,2020年表现感病;毛豆3号(CK)2019年漳州点发生1级霜霉病;2020年翔安点发生轻度霜霉病、锈病、花叶病毒病。抗炭疽病室内鉴定2019年表现高感,2020 年表现感病(表6)。
表6 闽豆10号和毛豆3号炭疽病抗性鉴定Table 6 Certifications on resistance of Mindou 10 and Maodou 3 to Anthracnose
丰产性和稳定性是衡量品种优劣的两个重要标准[7−8]。稳定性系数越小,说明该品种越稳定,对环境适应性越好;就丰产性和稳定性来说,闽豆10号丰产性效应值和稳定性系数均优于毛豆3号,表明闽豆10号丰产性和稳产性较好,适宜于大面积种植。
大豆炭疽病主要是由平头炭疽菌(Colletotrichum truncatum)侵染引起的一种真菌病害,主要为害茎及荚,从苗期至成熟期均可发病。一般田块豆荚发病率为30%,重病田块豆荚发病率达50%以上[9−10],严重发生时可影响产量。对于采青荚的鲜食大豆来说,感炭疽病品种会严重影响其外观品质以至于损害销量,因此抗炭疽病品种尤其重要。经室内初荚期接种炭疽病病菌鉴定结果表明,闽豆10号2019年中抗[11],2020年感病,表明闽豆10号具有抗炭疽病抗性基因,适宜推广种植。
就品质来说,国家农业行业标准(NY/T 3705—2020)鲜食大豆品种品质标准为百粒鲜重≥75 g,标准荚比例≥60.0%,淀粉含量≥3.7%,可溶性糖含量≥2.2%,蛋白质(干基)≥20.0%,脂肪(干基)≥12.0%[12]。闽豆10号2年标准荚平均率74.02%,高于行业标准;百粒鲜重74.49 g,稍低于行业标准,但2019年其百粒鲜重为75.10 g。尽管闽豆10号籽粒稍小,但通过栽培等农艺措施可以提高百粒鲜重;因品质检测方法不同,测量结果会稍有不同。淀粉和脂肪含量采用国家农业行业标准(NY/T 3705—2020)相同检测方法,闽豆10号淀粉含量6.65%,达到了行业一级标准(5.1%),脂肪含量5.1%,换算成干基为15.64%也达到了行业标准。闽豆10号可溶性总糖3.4%,蛋白含量12.46%,而可溶性糖和蛋白质含量因测量方法不同不便比较。研究表明鲜食大豆籽粒可溶性糖和淀粉等对其品质影响较大[13−15],闽豆10号品质的进一步解析还有待于更深入的研究。
2017年品比试验、2018年多点鉴定试验和2019—2020年福建省鲜食大豆区域试验结果均表明,闽豆10号具有商品性好、品质优、丰产性好、稳产性较高等特点,适宜在福建省春种区域推广种植。加快鲜食大豆新品种闽豆10号示范推广,可助力鲜食大豆产业发展。