大豆育种2

第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
（5）配制大豆杂交种，利用杂种优势
表3 大豆主要农艺性状超高亲优势率表现
研究者 马育华 等,1983 黄承运 等,1993 李磊 等,1999 王跃强 等,1999 张磊 等,1999* 组合数 株高 3.4 (-18.5-29.8) -2.3 (-13.3-12.2) 5.8 (-23.4-40.0) -4.2 -4.8 (-24.9-37.0) 主茎分枝数 -5.95 (-41.5-41.8) -17.8 (-66.7-28.6) 120.1 (20.0-400.0) 百粒重 -2.6 (-16.3-8.5) 3.2 (-9.7-14.1) -3.5 (-26.3-25.6) 6.5 -5.0 (-16.7-17.5) 单株荚数 11.8 -3.0 (-21.6-20.0) 25.9 (-17.4-74.0) 42.7 (23.1-71.9) 籽粒产量 20.29 9.0 (-15.4-60.2) 59.0 (2.1-94.6) 14.18 (-35.6-95.1) 40.9 (23.2-49.2)
食品豆腐生产的育种提供了种质基础。
遗传： 豆腐、豆乳产量遗传符合一对加显性主基因和多基因混合 遗传模型。
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
（4）菜用大豆（毛豆）
属大豆的专用型品种，也是一种重要的豆类蔬菜。目前世界商业化菜 用大豆生产所用的品种主要来自日本和台湾。日本是最早开展菜用大豆育 种研究的国家，其所选育的品种多达400多个，并推广到多个国家和地区。 育种方法以杂交育种为主，采用系谱法对后代进行选择，辅以辐射育种。 其次中国台湾菜用大豆育种水平居世界领先地位，1980～1983年，亚洲蔬 菜研究与发展中心（AVRDC）从日本引进的51个菜用大豆品种中选育出优良 纯系“AGS292”，并培育出高雄1号、高雄2号、高雄3号以及新品系KVS844 和KVS 862。在育种过程中，AVRDC提出了具体的考察性状（17个）、育种 目标和选择标准（21条）， 另外，AVRDC在菜用大豆育种方面，除重视大豆 的甜度、风味、香味外，从1993年开始将脂肪 氧化酶3缺失基因导入菜用大豆“AGS292”和“ 高雄2号”，1995年报道已获得“三无”的高代 品系。较著名的菜用大豆品种见下表。
三、大豆目标性状的遗传及改良方法 (一)产量及其构成因素的遗传及改良 产量=株数/亩×荚数/株×粒数/荚×百粒重 产量=生物产量×收获指数 1、产量及其构成因素的遗传 产量及其产量构成因素（产量、荚数/株、粒数/荚、百粒 重、生物产量、收获指数等）均属数量性状，大多由多基 因控制，环境影响相对较大，遗传力较低。 产量或产量构成因素的选择一般在育种中杂交后代高 代材料中进行，而低代材料中一般不做选择。
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
类型间： 蛋白质含量：野生大豆>半野生大豆>栽培大豆 脂肪含量：野生大豆<半野生大豆<栽培大豆 播季类型间： 蛋白质含量：春播类型品种>夏播类型品种>秋播类型品种 脂肪含量：春播类型品种<夏播类型品种<夏播类型品种 地区间：东北、黄淮、南方三生态区品种 蛋白质含量由北向南有所增加,但油脂含量则逐渐降低; 播期：品种对南京春、夏、秋播种季节的反应表现 蛋白质含量及油脂含量均随播季的推迟而稍有下降。
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法 大豆主要产量性状的遗传力估计值
性状 产量 百粒重 单株荚数 单株粒数 每荚粒数 秕粒率 表现收获指数 单株 变幅 4-76 35-62 36 8 平均值 10 40 Biblioteka Baidu幅 14-77 46-92 25-50 19-55 59-60 40 82 家系 平均值 38 68
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
• 开花次序：
不论何种生长习性类型，大豆开花由最下一、二个花节上主芽形成 的花序开始，依次向上发展，侧芽形成的花序开花较迟，同一花序上亦 由下部向上开花。 • 开花期： 一般条件下，始花后3-4天全株进入盛花期，约持续10天左右，以 后每天开花数逐渐减少，全株开花历期可达1个月左右。大豆作为复种 制度中的短季作物时，因生育期短，其开花历期亦相应缩短 大豆杂交： 去雄：一般在大豆开花前一天下午 授粉：用上午采集的当日开花的花药授粉 在去雄次日上午授粉。 在不易保持花粉生活力的地方或季节
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
（3） 利用轮回选择技术
有效地积累产量微效基因，提高产量水平，拓展产量性状的遗传基础 短期目标与长期育种目标相结合的育种方法 原理：大豆产量由微效多基因控制，传统的育种方法往往由于育种群体 的较小而使选择效率不高，而轮回选择技术可以通过不停的杂交、选 择，打破基因间的连锁。把分散于不同种质上的增效基因汇集到同一 基因型中，从而提高群体的产量水平，同时保持了群体的遗传变异度。 例证： Manson等1967年利用20个大豆优良品系互交然后自交至纯合，得到 的群体产量比原基础群体提高235公斤/公顷。 南京农业大学利用轮回选择技术在两轮产量选择后 ，产量提高了 15.4%。
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
（4）高光效育种提高大豆的产量 原理：大豆的产量提高关键在于提高群体光能利用的效率，通 过提高光能利用率，提高光合产物的积累 理想型(ideotype)的模式： 形态、生理特性方面要求： 光合速率高、净光合速率高，功能叶片持续时间长，群 体发育动态过程为前期叶片扩展快，达到叶面积峰值时间短， 持续时间长，后期叶面积下降慢，鼓粒期中上部叶片功能期 长。 美国于60-70年代对理想型有一系列的研究 Green等在美国北部认为有限性类型是高产理想型。但实 际结果并未显示三种茎生长习性类型间有显著产量差异。
的可能性较大。
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
蛋白质、脂肪组分的遗传： 大豆亚麻酸含量的表现由核中具有加性效应的一对主基因 和一组修饰基因共同控制。目前利用亚麻酸含量低的材料 相互杂交，获得了超亲分离体系，同时轮回选择技术对降
低亚麻酸含量是有效的，利用此方法已获得了亚麻酸含量
低于3%的材料。
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
• 大豆花着生部位：在叶腋及茎顶的花序上
叶腋中的主芽，在下部节上可发育为分枝， 上部节上发育为花序 叶腋中的侧芽可发育为小分枝或小花序 主茎及分枝顶端生长点均发育为花或花序 • 营养生长转为生殖生长的相对时间在品种间有很大差异： 无限结荚习性类型（或称无限生长习性类型）在茎中下部节开始开花 后，茎上部继续保持相当长时期营养生长，茎顶无明显花序而只着生个 别花朵，茎粗与叶片由初花节起向上减小，顶节极小，由下而上陆续开 花结荚，但同时成熟。 有限结荚习性类型则在茎顶花序形成后才在中上部节开始开花，营养 生长期与生殖生长期重叠时间较短，茎顶有明显的花序，茎粗与叶片大 小在上、下部节间差异不如无限性类型悬殊，各节虽陆续向上开花，但 成荚时间相差不明显。 亚有限结荚习性类型的表现介于两者之间，但中部与上部节的粗细及 叶片大小相差亦悬殊，而茎顶又有明显花序。
育种学Ⅱ：大豆育种
同学们好 ！
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
一、大豆的繁殖方式与品种类型 1、大豆的繁殖方式 • 大豆是自花授粉作物，异交率小于1%。 • 大豆花的结构：完全花
Go
5裂萼片、5个花瓣、1个雌蕊、10个雄蕊 • 开花持续时间：很短，开花次日即开始凋萎 • 柱头接受花粉持续时间：2天左右 大豆花冠开放前一天，整个花冠由旗瓣紧裹，稻粒大小，微露于花萼之 中，此时柱头已成熟具有良好的接受花粉的能力， • 花药中的花粉存活时间：开花当天有效 成熟迟于柱头，在开花前一天的半夜或开花日凌晨才具正常发芽受精能 力。 自然温、湿度条件下花粉生活力保持时间甚短，露水重易使花粉粘结。 人工快速干燥、降低温度至0℃左右的条件下可以延长花粉生活力保持 的时间，10天以后还能使雌蕊受精结荚，2-3月以后还具发芽能力。
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
我国高光效育种进展： ★盖钧镒等(1990)对高产理想型的形态、生理性状组成模式作出推论: (1) 成熟时的静态株型:高生物产量和收获指数、有限或亚有限生 长习性、主茎上下结荚均匀--主茎、分枝结荚并重的空间产量分布。 (2)生育过程中的动态生理模型:营养生长与生殖生长重叠期较短； 叶面积前期扩展快，达峰值时间短，后期下降缓慢，鼓粒期中上叶位功 能期长，叶片光合速率高。 ★苗以农等(1997)综合国内外高产品种的株型和生理生化特点 选育高大繁茂型或半矮秆型的超高产品种。 ★杜维广等 ⑴ 建立大豆高光效育种的生理生化指标和种质创新的程序 ⑵ 育 成 哈 91-7021 等 三 个 高 光 效 材 料 ， 光 合 速 率 比 对 照 高 18.2%47.4%。 ⑶ 高产理想型的模式还有待于进一步探索和验证 ★张性坦等(1995，1996，1997)：超高产大豆诱处4号 高光效生理特点、光合和抗光抑制能力强 株型紧凑、具有良好的受光态势
我国近30年来育成的新品种大部分来自杂交育种。 （3）混合品种 将多个家系品种按一定比例合成为混合品种。 （4）杂交大豆
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
二、大豆育种的目标性状 1、产量及其构成因素 2、品质性状 3、大豆抗病（虫）特性 4、大豆耐逆性 5、生育期性状 6、适于机械作业特性
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
2、育种策略 （1） 引进高产品种 通过引种而直接用于另一地区的生产。 注意： # 品种的光温反应特性、抗病性及对土壤条件的适应性 # 引进以后要进行多年多点试验 例证： 新疆地区曾经成功地铁丰18、黑农33等品种
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
（2）常规育种提高品系的产量 关键： 获得基础水平较高、遗传变异广泛的后代群体 利用自然变异选择、杂交、回交、诱变等育种手段 产量及其构成因素的变异 采用合理的后代处理方法，选出优良基因型
10 15 8 99 6
(-40.6-74.7) (-28.2-122.2)
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
（二）大豆的品质性状遗传及改良 1、大豆蛋白质和脂肪含量的遗传 （1）蛋白质、脂肪含量 大豆品质育种的主要目标性状 全国大豆资源评价鉴定结果，南京农业大学对南方资源评 价鉴定的结果均得到一批蛋白质含量在52%以上、油脂含 量在23%以上的种质。 研究表明，大豆品种蛋白质和脂肪含量在类型间（野生大 豆和栽培大豆）存在显著差异，品种的播季类型间存在差 异，地理纬度差异，地区差异（品质性状的生态性）。
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
（2）蛋白质、脂肪组分 蛋白质组分：含硫氨基酸 贮藏蛋白11s球蛋白含量 脂肪组分：亚麻酸含量
大豆亚麻酸属于不饱和脂肪酸，极易氧化而使油脂及其加工
产品变质而产生恶劣气味，降低营养成分，甚至产生毒害 作用。大豆子粒亚麻酸含量约占大豆脂肪含量的9%，品种
间变异幅度较大，变异系数较高，筛选低亚麻酸大豆品种
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
2、大豆的大豆品种类型： （1）地方品种或农家品种 我国大豆生产具有广阔的产区分布，多种多样的复种制度，导致形成多种 多样的农家地方品种。迄今我国一些大豆生产零星分布的地方，尤其小批量生 产的地方，包括菜用豆，所用的大豆品种仍以地方品种为主。 （2）家系品种包括纯系品种 本世纪20年代起，我国开始了有科学计划的的大豆家系品种选育。早期的 家系品种选育主要是从地方品种的自然变异群体中分离选育纯系，例如东北的 黄宝珠、紫花1号、小金黄1号、江南的金大332等。尔后进一步开展杂交育种， 从杂种后代选育家系品种。杂交育种预见性强，育成优良品种的机会多，
（3）大豆豆腐及其加工性状 以往虽有品种间豆腐产量不同的经验,但并未有专门计划进 行高豆腐产量新品种的选育。“八五”将豆腐产量的改进 纳入攻关内容。因而近年各地都注意高豆腐产量及有关性
状遗传变异和优异种质的鉴评。证实了大豆品种间存在贮
存蛋白组成及豆腐产量与加工性状上的遗传变异。获得一 批豆腐产量、品质及有关加工性状特异资源，为我国传统
第四节 大豆目标性状的遗传及改良方法
遗传：
蛋白质含量与油脂含量的遗传效应主要为加性效应,
早代表现乃至中亲值均能预测后代的平均表现。 F2衍生家系间的遗传方差占各世代总遗传方差比重大，
各代家系间的遗传方差大于家系内方差，
早代选蛋白质含量，到高代再进行严格产量选择 邱丽娟等(1992)也根据蛋白质遗传变异特点 提出相似的高蛋白育种亲本选配及后代选择的原则。