承德市农林科学院在野生大豆育种方面的研究进展

2023-09-14 22:47陈士亮桑利民邙光伟王瑞霞
中国种业 2023年9期
关键词:野生大豆承德市科学院

周 欣 陈士亮 桑利民 邙光伟 王瑞霞

(承德市农林科学院农作物研究所,河北 承德 067000)

野生大豆是栽培大豆的祖先,为Soja亚属,是一年生草本植物[1-3]。野生大豆具有很多育种上的优点,诸如繁殖系数高、高蛋白、抗生物胁迫与非生物胁迫等,不失为一种优异的亲本材料[4-5]。野生大豆也具有一些育种方面的不良性状,如蔓生、裂荚、倒伏、低产等[6]。部分育种家在规避野生大豆低劣性的同时发挥它的优势,以其作为父本与栽培大豆杂交,已经选育出一些高产、优质、抗病的大豆新种质[7-9],但以野生大豆作为母本的育种研究较少。因野生大豆的子房和胚囊很小,作母本与栽培大豆杂交,技术难度大,不易成功。山西农业大学程舜华[10]利用野生大豆作为母本、栽培大豆作为父本,杂交1 次,对其1~3 代性状的遗传分离表现进行观察。于德花等[11]利用耐盐野生大豆与栽培大豆杂交、回交,采用系谱选择法定向选择培育耐盐饲用大豆新品种。陈维等[12]以半野生大豆ZYD05689 作母本,以贵州省地方品种ZDD15633 作父本进行杂交,经多年定向选育,得到具有稳产、广适等优点的大豆新品种安豆10 号。承德市农林科学院在以野生大豆作母本的育种方面作出了巨大的贡献[13],自1985 年利用高蛋白野生大豆作母本与栽培大豆杂交获得成功以来,30 多年间,陆续开发问世了一系列具有自主知识产权的承豆系列品种,为提升我国大豆的产量和品质提供了契机,同时也拓宽了栽培大豆的遗传基础,为野生大豆育种利用开辟了一条新路径。本文从承德市农林科学院大豆育种的历史沿革、已经审定的品种和未来的发展方向等方面进行论述,以期为在野生大豆育种方面的相关研究和应用提供参考。

1 野生大豆育种研究概况

多年来,承德市农林科学院一直致力于以野生大豆作母本改良栽培大豆的科研工作,此项技术为国内首创,填补了我国野生大豆细胞质利用上的空白。技术路线如图1 所示。1985 年承德市农林科学院大豆课题组的工作人员利用高蛋白野生大豆作母本与栽培大豆杂交获得成功,自此开展了一系列回交改良工作并取得成绩[14-18]。2001 年河北省自然科学基金资助的“野生大豆细胞质及有益基因转移的遗传研究”获承德市科技进步三等奖。2005 年12 月28 日利用野生大豆拓宽栽培大豆细胞质遗传基础的方法获中国发明专利授权(ZL03105306.8)。该方法利用野生大豆的细胞质和部分细胞核,选用优良栽培大豆品种作父本进行杂交选育,提供了具有野生大豆细胞质的杂交技术和方法,为大豆育种开辟了一条新路径[19]。2008 年“承豆6 号大豆新品种选育”获得承德市科技进步三等奖。2011 年承德市农林科学院与河北省农业科学院作物所合作项目“优异大豆种质发掘、创新及利用”获河北省科学技术进步一等奖。2015 年承德市农林科学院与河北农业大学合作项目“高产、优质、抗病大豆新品种选育与种质创新”获得教育部科技进步一等奖。2019 年承德市农林科学院与河北农业大学合作项目“大豆重要性状分子标记发掘与优质抗病高产新品种选育”获得河北省科技进步三等奖。2022 年承德市农林科学院大豆课题组申报的3 项中国实用新型专利先后获得授权(专利号:ZL202122171778.7、ZL202220283214.4、ZL202221966051.6)。

2 通过审定的品种

承德市农林科学院从1985 年利用高蛋白野生大豆作母本与栽培大豆杂交成功以来,一直在做回交改良工作。在育成品种方面,经过几十年的杂交、三交、广义回交等工作,陆续育成了一些优良品种,通过审定的品种有:承豆5 号、承豆6 号、承豆8 号、承豆9 号和承豆10 号,各品种的育成年限和审定编号如表1 所示。

2.1 承豆5 号承豆5 号母本为承7907-2-3-2-1,父本为铁丰25,较抗大豆病毒病和霜霉病,适宜在河北省承德以南、唐山和廊坊春大豆区种植[20]。该品种连续5 年的品比试验平均产量较对照增产24.7%。承豆5 号为有限结荚习性,椭圆形叶,白花灰毛,百粒重19.7g,其主要农艺性状和籽粒品质如表2 所示。

表2 承德市农林科学院育成大豆品种主要农艺性状和籽粒品质

2.2 承豆6 号承豆6 号母本为承7907-2-3-2,父本为铁丰25,较抗大豆病毒病和霜霉病,适宜在辽宁南部、山西中部平川地区、甘肃中部、新疆南部、陕西中部以及宁夏灌区春播种植[21]。该品种在全国北方春大豆晚熟组区域试验中2 年平均增产率为9.9%,现为宁夏大豆区域试验对照品种。承豆6号为亚有限结荚习性,披针形叶,白花灰毛,百粒重23.0g,其主要农艺性状和籽粒品质如表2 所示。

2.3 承豆8 号承豆8 号母本为承8125,父本为郑84240-B1,抗大豆黑斑病,抗病抗逆性强,适宜在甘肃省白银、兰州和平凉等地种植[22]。在2013 年甘肃省大豆品种(系)生产试验中,该品种较对照增产8.70%,产量居参试品种(系)第2 位。承豆8号为亚有限结荚习性,椭圆形叶,紫花棕毛,百粒重28.2g,其主要农艺性状和籽粒品质如表2 所示。

2.4 承豆9 号承豆9 号母本为承9039-1-8-1-鉴9大,父本为科丰14,抗大豆黑斑病,中抗大豆病毒病和霜霉病,适宜在甘肃省白银、兰州和平凉等地种植[23]。在2014 年甘肃省大豆品种(系)生产试验中,该品种较对照增产4.76%,产量居参试品种(系)第3 位。承豆9 号为亚有限结荚习性,披针形叶,白花灰毛,百粒重25.6g,其主要农艺性状和籽粒品质如表2 所示。

2.5 承豆10 号承豆10 号母本为野8650-1 蓝-1-3-3-2 白粒,父本为豫豆25,抗大豆病毒病和霜霉病,适宜在河北省中北部春播大豆区春播种植。2018-2019 年参加河北省大豆春播组区域试验,每hm2平均产量分别为3015.00kg、2728.50kg;2020 年参加河北省大豆春播组生产试验,平均产量3469.5kg。

目前承豆10 号在承德本地口碑较好,丰产稳产。2021 年10 月经专家田间测产,产量高达4562.7kg/hm2,创河北省春播区高产记录。该品种被推荐为河北省大豆玉米带状复合种植主推品种,2023 年计划在安徽、山东等夏播区选取试验点小面积引种试验,其主要农艺性状和籽粒品质如表2所示。

3 结语与展望

栽培大豆品种的遗传基础狭窄,仅从栽培大豆品种中直接选取高产高蛋白的品种已十分困难。育种工作者为了改变这种局面,正在努力拓宽栽培大豆的遗传基础。野生大豆因蛋白质和异黄酮含量高、抗逆性强等特点,成为拓宽栽培大豆遗传基础的重要种质资源[24-28]。承德市农林科学院在这一方面做了很多工作,利用野生大豆与栽培大豆种间杂交材料选育优异种质资源,目前已选育出具有野生大豆细胞质、高蛋白、高产、抗大豆食心虫的大豆新品系几十份,经河北省农林科学院化验的34 个稳定品系蛋白含量在40.20%~51.67%之间。2022 年育成的承豆10 号田间表现良好,备受农民喜爱,将进入大面积推广应用阶段。承1353、承1340 和承1023 等新品系正在参加河北省大豆品种试验,完成试验后将提交河北省农作物品种审定委员会进行品种审定。选出的20 份苗头品系材料计划后续扩区示范种植。

未来,承德市农林科学院将一方面创制具有25%~100%的野生大豆细胞质新种质材料,另一方面利用承德山区特殊生态条件,集成春播大豆丰产高效栽培技术体系,使品种高产、优质潜力得到进一步发掘,为大豆持续增产提供技术支撑。通过新技术示范推广与技术示范区建设,使大豆产量大幅提高,农民科学种田水平显著提升。这一良举将对促进冀北地区春大豆品种的遗传改良以及推动我国大豆产业的高效发展起到积极的促进作用。

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