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野生大豆与栽培大豆某些性状的比较及其在大豆育种中的利用

中国农业科学院作物科学研究所，北京100081；2.俄罗斯国立远东农业大学和俄罗斯农业科学院全俄大豆科学研究所，布拉格雅辛斯克，阿穆尔州）

摘要：野生大豆由于丰富的遗传背景在大豆育种中具有重要的利用价值。选取来自俄罗斯远东地区和中国东北地区的野生大豆与栽培大豆在中国北京种植，并对其农艺性状进行比较。与栽培大豆相比，野生大豆具有较高的蛋白质含量(47.55%)，较低的油脂含量(12.91%)。此外，野生大豆的异黄酮含量高并且具有较好的胞囊线虫抗性。将经过筛选的不同野生大豆与栽培大豆进行杂交，已经选育出一些具有高异黄酮含量和良好的胞囊线虫抗性的大豆材料。同时研究了野生大豆与栽培大豆的天然杂交，发现通过分析F1代花色和荚皮色的分离情况可以鉴定天然杂交种。结果证明通过杂交的方式将野生大豆中的目的基因导入栽培大豆进而提高育种效率是切实可行的。

关键词：野生大豆；栽培大豆；杂交育种；大豆胞囊线虫；异黄酮。

野生大豆在大豆的育种中有很重要的利用价值，因为它是培栽大豆的最初的野生品种。大豆的利用价值是研究大豆育种的基础，如何全面并深刻的评估与开发他们的实用价值至今仍是一个热点。经过在俄罗斯远东地区的几年研究，亚拉巴马州报道说；野生大豆与栽培大豆二者有重叠可利用的价值。因此野生大豆与栽培大豆的杂交可在形态学，生物学与经济节约方面选择人们想要得到的性状。

我们先前的研究表明培栽大豆的等位基因水平显著低于野生大豆的。有限的基因水平背景可能是影响培栽大豆的产量的主要因素.因此，研究与利用野生大豆的价值能更容易的改善提高大豆的产量。这项研究的目的主要有以下；1).比较不同的有利的农艺性状。2）.调查研究自然杂交。3）.通过野生大豆与栽培大豆杂交挑选优良胞囊线虫抗性和高异黄酮含量的大豆种株。

1 方法与材料

1.1 野生大豆与栽培大豆的性状

全俄罗斯科学研究机构验证提供的野生大豆与栽培大豆性状（列于表一和表二）其他种类的大豆由黑龙江农业科学研究所分所和大豆协会所提供。所有的大豆都于

2007年7月15号种下，特征包括生长周期，植物高度，蛋白质含量，油脂含量，还有每株的豆荚数目，每株的种子数目和每株每一百粒种子的重量。

1.2野生大豆与栽培大豆自然杂交的研究

栽培大豆白花与野生大豆紫花分别作为一代的母系与父系。采用三种组合即(F4 13I × KZ671 , Heihe42×KT156,Heihe27×Khab177-180).野生大豆的种皮在种植前被剥去，野生大豆与培栽大豆种于同一行，记录F1代的花色和豆荚颜色，挑选出杂交主要形态特征，然后计算出自然交叉率。

1.3胞囊线虫病抗性的大豆育种

获得的大豆胚芽胚质对胞囊线虫病的抗性是由黄金定律决定的，从Riggs

and Schmitt获得方法来区分生理菌株with Lee Picket,Peking,PI88788 and PI90763作为鉴别专家。通过被测种质得到了许多杂交组合，通过用纯种方法选出具有胞囊线虫病抗性的纯种后代。

1.4 高含量大豆异黄酮的大豆培育

亲本还有杂交后代的大豆异黄酮含量是用紫外分光光度计测出来的。首先,大豆被研磨粉碎，用80目筛过滤，然后用20ml 70%的酒精加入50mg的粉碎样品中。样品用超声波振荡器震荡20分钟。然后稀释乙醇到50ml。以8000转每分的速度立信上清液15分钟。离心得到的上清液置于波长260nm的分光光度计下并计算出样品中大豆异黄酮的含量。

2结果

2.1 野生大豆与培栽大豆的生物性状

我们在中国农科院试验田里种植并培养了野生大豆与培栽大豆。调查研究了野生大豆的性状，包括植株高度，每株的豆荚数，每一百粒种子的重量，蛋白质含量，油脂含量，还有成熟度。（表一）俄罗斯远东地区和中国黑龙江省黑河地区的野生大豆种植在北京时有短暂时间的持续增长，早熟，对病毒有抗性，有胞囊线虫病抗性的野生大豆性状正是大豆育种所需要的特性。

2.2野生大豆与培栽大豆的自然杂交

F1代的种子即F4 13I xKZ671,Heihe42 xKT156和Heihe27 xKhab177 -180种于2007年，自然杂交中的纯种杂交是通过观察F1代植株的花色和豆荚的颜色给挑选出来的。Heihe27 xKhab177 -180植株开紫色花这一事实表明是纯种杂交。Heihe42 xKT156植株的豆荚颜色分别是是黄色和暗棕褐色。然而Heihe42 xKT156杂交的F1植株的豆荚颜色是暗棕褐色，这就表明该杂交是纯种杂交( Fig.1)。通常来说自然杂

交中野生大豆与培栽大豆的杂交比率为0.1%。

为了更加进一步研究野生大豆的优良特征，在2008年有对蛋白质和油脂含量进行了测量。（表二）野生大豆平均蛋白质和油脂含量分别为47.55%和12.91%，最高分别达到50.39% ( R-27 )和14.64% ( N1／2006 )。然而，培栽大豆的蛋白质和油脂含量各自分别为38.07%和19.44%（表三）结果表明；与培栽大豆相比野生大豆有更高的蛋白质含量和较低的油脂含量。因此，高蛋白质含量的野生大豆可以被开发用于高蛋白大豆培育项目。

培栽大豆的每株的平均种子数目是97.77明显的高于野生大豆数目64.39.除此之外，野生大豆每一百粒种子的重量是2.65g,远远低于培栽大豆的17.32g。培栽大豆的产量远远高于野生大豆的，野生与培栽大豆的杂交后代也可以用于纳豆变体。

我们可以得出，Zhongliuang 26与许多其他高胞囊线虫病抗性的通过杂交可获得高产量品种。结果表明PI437654,Huipizhiheidou和Yuanboheidou有较高的SCN 抗性，他们可用于高SCN抗性大豆的培育。

2.3含有胞囊线虫病抗性的大豆培育

PI437654与培栽大豆用于培育高抗性胞囊线虫病的大豆。除此之外，在杂交项目工程中，有五株系有中等抗性水平例如Zaoshu 18(CK-I)，还有五株系高敏感抗性水平，如Lee(CK)。

2.4高大豆异黄酮含量的大豆培育

把Zhangjiakouheidou看作为CK,20个大豆种质的大豆异黄酮含量以1000mg／kg和2000mg／kg为上限可被分为低、中、高三个级别。三组的平均大豆异黄酮含量分别为619.0，1383.7和2462.4mg／kg. JT-1的大豆异黄酮的含量已经达到3273.3mg／kg.然而，由于植株的茎太高，种粒太小，所以JT-1应该通过其他的培育物种得到改善。通过结果我们得出小粒状黑豆种子更倾向于有高大豆异黄酮含量。为了提高培育打斗的大豆异黄酮含量，我们用JT-I和高产量的Zhonghuang 35和Zhonghuang36杂交，而且有些后代植株的大豆异黄酮含量达到4000mg／kg（数据未显示）所以借用农艺学特性来挑选高含量大豆异黄酮的大豆品种是有可能的。

讨论

野生大豆与栽培大豆在基因遗传背景方面存在很多不同之处，尤其是在产量，蛋白质含量，油脂含量，大豆异黄酮含量与胞囊线虫病的抗性上。因此，研究基因水平上的资源与利用野生大豆具有的人类所需的性状对大豆的育种有着非常重要的作用。例如，野生大豆的高蛋白含量和早熟性状可以被用于大豆育种研究。除此之外，在中国大约有两万多种培养的大豆与成千上万种野生大豆资源，但是，大豆资