我国大豆辐射诱变育种研究进展与展望
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1 大豆辐射育种取得的成就
我国的大豆辐射诱变育种始于 1958 年 。翁
秀英等 ( 1974 ) [ 2 ] 先后对辐射处理方法 、处 理剂 量 、后代变异规律与选择方法等进行了研究 ,利用 X射线和 60 Co 处理“满金仓 ”和东农 4 号等大豆 品种 ,相继育成黑农 4号 、5号 、6 号等 10 多个新 品种 (系 ) ,其中黑农 6号是我国推广大豆品种中 含油量最高的 ,为 23. 4% ,同时比“满金仓 ”早熟 7～10 d。此后 ,国内陆续开展了大豆辐射育种工 作 ,主要包括大豆辐射诱变的基础理论 、提高大豆 辐射诱变率 、辐射后代选择技术等研究工作 。据 统计 , 1961～1991年直接或间接利用大豆突变体 育成的新品种为 25个 ; 1992年推广面积超过 7 × 104 hm2 的诱变育成大豆新品种 5个 ; 1979～1987 年获国家级奖励的 7个大豆品种中有 2个是通过 辐射诱变选育出来的 。
大学学报 , 2003: 34 ( 5) : 321 - 323.
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第 1期 孙 玉等 :我国大豆辐射诱变育种研究进展与展望
辐射诱变育种是利用电离辐射对植物体 (种 子 、植株 、器官 )进行诱发突变 ,产生遗传变异 (基 因突变和染色体畸变 ) ,并从中直接或间接地选 育出在生 产上 有利 用价 值的 新品 种的 方 法 [ 1 ] 。 截止 2000年 ,我国在 40 多种植物上先后育成了 诱变新品种 605个 ,年推广种植面积达 900 ×104 hm2 以上 。在这些品种中 ,共有 36个获国家级成 果奖 ,其中 15 个新品种获国家发明奖 。据统计 , 这些品种每年为我国增产粮食 ( 30 ～40 ) ×108 kg,棉花 ( 1. 5 ～1. 8 ) ×108 kg, 油料 0. 75 ×108 kg,创经济效益 33亿元 。
收稿日期 : 2007 - 07 - 13 作者简介 :孙 玉 (1976 - ) ,女 ,农艺师 ,从事经济作物育种及栽培技术研究 。 E - mail: nkssunyu@163. com
[ 5 ] 杨守仁. 水稻超高产育种的新动向 ———理想株型与优势利 用相结合 [ J ]. 沈阳农业大学学报 , 1987, 18 (1) : 1 - 5.
terial blight resistance genes in rice: marker - aided selection
using RFRLP and PCR [ J ]. Theor. App l. Genet. , 1997, 95:
313 - 320. [ 19 ] 杨守仁. 再论水稻超高产育种的理论和方法 [ J ]. 沈阳农业
践 [ J ]. 沈阳农业大学学报 , 2003, 34 (5) : 324 - 327. [ 11 ] 陈温福 ,徐正进 ,张龙步 ,等. 水稻超高产育种研究进展与前
景 [ J ]. 中国工程科学 , 2002, 4 (1) : 31 - 35. [ 12 ] 童继平 ,吴跃进 ,郑乐娅 ,等. 水稻超高产育种若干问题的评
法初论 [ J ]. 中国农业科学 , 1984, 3: 6 - 13. [ 16 ] 刘建丰. 水稻超高产育种研究概况及问题讨论 [ J ]. 杂交
水稻 , 2000, 15 ( 1) : 4 - 6. [ 17 ] 郑康乐 ,黄 宁. 标记辅助选择在水稻改良中的应用前景
[ J ]. 遗传 , 1997, 19 ( 2) : 40 - 44. [ 18 ] Huang N , Angeles E R , Dom ingo J, et al. Pyram iding of bac2
2. 2. 3 单 株 粒 数 突 变 陈 学 珍 等 ( 2002、 2003) [ 7, 9 ]的研究指出 ,单株粒数在 M2 代中的变 异范围为 35. 1～295. 5 个 (亲本材料单株粒数的 幅度为 104. 8～215. 6个 ) ;平均遗传力为 0. 4270 (0. 1095～0. 7479) ; M3 代和 M4 代的变异系数分 别为 25. 224～49. 494和 20. 092～36. 944,还指出 单株粒数在 M3 代中 ,与株高 、主茎节数 、单株荚 数以及单株产量呈极显著正相关 ,与百粒重呈极 显著负相关 ,在 M4 代中单株粒数与株高 、单株产 量呈极显著正相关 ,与百粒重呈极显著负相关 。 2. 2. 4 产量突变 产量是受复杂多基因控制的 数量性状 。王金陵 (1982) [ 10 ]曾指出 ,大豆产量的 微小变异 ,一般从 M3 代开始出现 ,因此要特别注 意对生长势强 、结荚多 、丰产性好的单株或品系的
of International Conference on Engineering and Technological
Science[ C ]. 2000, 378 - 382. [ 8 ] Yuan Longp ing. Super hybrid rice[ J ]. Chinese R ice Research
述与讨论 [ J ]. 种子 , 2003, 2: 60 - 64. [ 13 ] 李阳生 ,李达模 ,朱英国. 水稻超高产育种的分子生物学研
究进展 [ J ]. 农业现代化研究 , 2001, 22 (5) : 283 - 288. [ 14 ] 黄耀祥. 水稻丛化育种 [ J ]. 广东农业科学 , 1983, 1: 1 - 5. [ 15 ] 杨守仁 ,张步龙 ,王进民 ,等. 水稻理想株型育种的理论和方
山 东 农 业 科 学 2008, 1: 14～17
Shandong Agricultural Sciences
我国大豆辐射诱变育种研究进展与展望
孙 玉 1 ,姜永平 2 ,刘军民 1
(1. 泰兴市农业科学研究所 ,江苏 泰兴 225433; 2. 江苏沿江地区农业科学研究所 ,江苏 如皋 226541)
15
2 大豆辐射诱变的突变类型研究
2. 1 农艺性状突变 2. 1. 1 生育期突变 大豆生育期为受少数基因 控制的数量性状 。早熟突变是生育期突变中较易 诱发的最重要的突变类型 ,而且突变频率也较高 。 Goto (1963)用 X射线诱发的早熟突变频率为 2. 5 ×10 - 3 ;刘忠堂等 ( 1981) [ 4 ]报道的早熟突变频率 为 2. 8 ×10 - 3 。翁秀英等 (1974) [ 2 ]利用中子辐射 育成了比亲本品种早熟 32 d的极早熟品种哈 75 - 6222 。翁 秀 英 等 ( 1994 ) [ 21 ] 、金 文 林 等 (1994) [ 22 ] 、陈学珍等 ( 2003) [ 9 ]还指出 ,选择生育 期为 104 ～107 d的品系作为辐射亲本较易获得 中 、早熟突变 。 2. 1. 2 株高突变 株高突变包括节间长度和主 茎节数的改变 , 一般在 M2 代显现 , 变异类型多 样 ,变异后代遗传力高 。吕秀珍等 ( 1983 ) [ 5 ]研究 表明 ,株高突变的遗传力为 98. 97% ;节数的遗传 力为 98. 14%。陈学珍等 ( 2002、2003) [ 7, 9 ]的研究 结果表明 ,在辐射大豆后代中株高的变异幅度相 当大 ,如“95A006”品系的 M2 代株高的变异范围 达 25. 08～100. 00 cm ,并指出在 M3 代中株高的 遗传力较高 ,选择的可靠性也较高 。 2. 1. 3 结荚习性突变 赵经荣等 ( 1986) [ 6 ]研究 认为 ,在一定剂量范围内 ,剂量越高 ,结荚习性的 突变频率越低 。翁秀英等 ( 1974, 1994 ) [ 2, 21 ]用 X 射线辐射无限结荚习性的品种“满金仓 ”,获得了 亚有限结荚习性的哈光 659 突变体 ;用 γ射线辐 射“边字 79 - 66”,从 M3 代中分离出有限 、亚有限 和无限 3种结荚习性类型的突变体 。 2. 1. 4 种皮色与脐色突变 有研究 ( Takagi和 H iraiwa, 1980)指出 ,用 γ射线 、X射线等处理 Ta2 chisuznari (黄皮褐脐 ) 和 Fukuyutaka (黄皮褐脐 ) 能获得 3. 1 ×10 - 4 ～8. 3 ×10 - 3概率的皮色变异 和 0. 9 ×10 - 4 ～1. 7 ×10 - 4概率的脐色变异 。陈 学珍等 ( 2002 ) 用 [ 7 ] 150 Gy 60 Co 处理中作 95 888 (黄皮 、黑脐 ) ,在 M1 代中获得了 4 株绿皮变 异株 ,且在后代中没有分离出现 ,说明控制种皮颜 色的基因发生了隐性突变 。 2. 2 产量因子及产量突变 2. 2. 1 百粒重突变 一般认为大豆籽粒百粒重 突变较易发生 ,用 X 射线能获得 5. 0 ×10 - 4的突 变频率 ( Goto, 1963) 。赵经荣等 ( 1986) [ 6 ]研究齐
黄 23的辐射后代 ,种子大小的变异幅度在 12. 1% ～19. 8%之 间 ; 王培 英 ( 1989 ) [ 8 ] 诱变 处理 黑农 23,筛选出百粒重高达 30 g的突变体 ,比原品种 高 10 g;陈学珍等 ( 2002、2003) [ 7, 9 ]用 150 Gy 60 Co 处理 10个大豆品种 (系 ) ,发现在 M2 ～M4 代中百 粒重均发生了突变 ,在 M2 代中共有 6 个处理品 种 (系 )出现了大粒变异株 ,变异范围为 13. 3 ～ 23. 5 g,在 M3 和 M4 代中百粒重变异系数分别为 7. 174～16. 415和 10. 353～16. 547。 2. 2. 2 单 株 荚 数 突 变 陈 学 珍 等 ( 2002、 2003) [ 7, 9 ]处理了 10 个大豆品种 (系 ) ,发现有 3 个品种 (系 )的 M2 代平均单株结荚数超过了亲本 材料 ,并计算出平均单株结荚数的平均遗传力为 0. 4423 (0. 0398～0. 6041) ,说明单株结荚数的遗 传受环境影响较大 ,在 M2 代选择效果较差 ; M3 代和 M4 代中 ,单株结荚数的变异系数分别达到 29. 417 ( 22. 523 ～41. 870 ) 和 26. 256 ( 17. 441 ～ 37. 758) ,表明在 M3 和 M4 代中较易获得单株结 荚数超亲变异 。
wenku.baidu.com
摘 要 :综述了我国在大豆辐射诱变育种方面取得的成就与辐射获得的大豆农艺 、经济 、品质等性状突变 情况 ,总结了当前辐射诱变育种方面出现的新方法 、新思路 ,探讨了今后大豆辐射诱变育种的目标和方法 。
关键词 :大豆 ;育种 ;辐射 ;突变 中图分类号 : S5651103152 文献标识号 : A 文章编号 : 1001 - 4942 (2008) 01 - 0014 - 04
News Letter, 2000, 8 ( 1) : 13 - 15. [ 9 ] 周开达 ,马玉清 ,刘太清 ,等. 杂交水稻亚种间重穗型组合选
育 [ J ]. 四川农业大学学报 , 1995, 13 (4) : 403 - 407. [ 10 ] 陈温福 ,徐正进 ,张龙步. 水稻超高产育种 ———从理论到实
[ 6 ] 陈温福 ,徐正进 ,张龙步. 水稻超高产育种生理基础 [M ]. 沈 阳 :辽宁科技出版社 , 1995.
[ 7 ] Chen W enfu, Xu Zhenjin, Zhang Longbu, et al. Theories and
p ractices of rice breeding for super high yield [ A ]. Proceedings
我国的大豆辐射诱变育种始于 1958 年 。翁
秀英等 ( 1974 ) [ 2 ] 先后对辐射处理方法 、处 理剂 量 、后代变异规律与选择方法等进行了研究 ,利用 X射线和 60 Co 处理“满金仓 ”和东农 4 号等大豆 品种 ,相继育成黑农 4号 、5号 、6 号等 10 多个新 品种 (系 ) ,其中黑农 6号是我国推广大豆品种中 含油量最高的 ,为 23. 4% ,同时比“满金仓 ”早熟 7～10 d。此后 ,国内陆续开展了大豆辐射育种工 作 ,主要包括大豆辐射诱变的基础理论 、提高大豆 辐射诱变率 、辐射后代选择技术等研究工作 。据 统计 , 1961～1991年直接或间接利用大豆突变体 育成的新品种为 25个 ; 1992年推广面积超过 7 × 104 hm2 的诱变育成大豆新品种 5个 ; 1979～1987 年获国家级奖励的 7个大豆品种中有 2个是通过 辐射诱变选育出来的 。
大学学报 , 2003: 34 ( 5) : 321 - 323.
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第 1期 孙 玉等 :我国大豆辐射诱变育种研究进展与展望
辐射诱变育种是利用电离辐射对植物体 (种 子 、植株 、器官 )进行诱发突变 ,产生遗传变异 (基 因突变和染色体畸变 ) ,并从中直接或间接地选 育出在生 产上 有利 用价 值的 新品 种的 方 法 [ 1 ] 。 截止 2000年 ,我国在 40 多种植物上先后育成了 诱变新品种 605个 ,年推广种植面积达 900 ×104 hm2 以上 。在这些品种中 ,共有 36个获国家级成 果奖 ,其中 15 个新品种获国家发明奖 。据统计 , 这些品种每年为我国增产粮食 ( 30 ～40 ) ×108 kg,棉花 ( 1. 5 ～1. 8 ) ×108 kg, 油料 0. 75 ×108 kg,创经济效益 33亿元 。
收稿日期 : 2007 - 07 - 13 作者简介 :孙 玉 (1976 - ) ,女 ,农艺师 ,从事经济作物育种及栽培技术研究 。 E - mail: nkssunyu@163. com
[ 5 ] 杨守仁. 水稻超高产育种的新动向 ———理想株型与优势利 用相结合 [ J ]. 沈阳农业大学学报 , 1987, 18 (1) : 1 - 5.
terial blight resistance genes in rice: marker - aided selection
using RFRLP and PCR [ J ]. Theor. App l. Genet. , 1997, 95:
313 - 320. [ 19 ] 杨守仁. 再论水稻超高产育种的理论和方法 [ J ]. 沈阳农业
践 [ J ]. 沈阳农业大学学报 , 2003, 34 (5) : 324 - 327. [ 11 ] 陈温福 ,徐正进 ,张龙步 ,等. 水稻超高产育种研究进展与前
景 [ J ]. 中国工程科学 , 2002, 4 (1) : 31 - 35. [ 12 ] 童继平 ,吴跃进 ,郑乐娅 ,等. 水稻超高产育种若干问题的评
法初论 [ J ]. 中国农业科学 , 1984, 3: 6 - 13. [ 16 ] 刘建丰. 水稻超高产育种研究概况及问题讨论 [ J ]. 杂交
水稻 , 2000, 15 ( 1) : 4 - 6. [ 17 ] 郑康乐 ,黄 宁. 标记辅助选择在水稻改良中的应用前景
[ J ]. 遗传 , 1997, 19 ( 2) : 40 - 44. [ 18 ] Huang N , Angeles E R , Dom ingo J, et al. Pyram iding of bac2
2. 2. 3 单 株 粒 数 突 变 陈 学 珍 等 ( 2002、 2003) [ 7, 9 ]的研究指出 ,单株粒数在 M2 代中的变 异范围为 35. 1～295. 5 个 (亲本材料单株粒数的 幅度为 104. 8～215. 6个 ) ;平均遗传力为 0. 4270 (0. 1095～0. 7479) ; M3 代和 M4 代的变异系数分 别为 25. 224～49. 494和 20. 092～36. 944,还指出 单株粒数在 M3 代中 ,与株高 、主茎节数 、单株荚 数以及单株产量呈极显著正相关 ,与百粒重呈极 显著负相关 ,在 M4 代中单株粒数与株高 、单株产 量呈极显著正相关 ,与百粒重呈极显著负相关 。 2. 2. 4 产量突变 产量是受复杂多基因控制的 数量性状 。王金陵 (1982) [ 10 ]曾指出 ,大豆产量的 微小变异 ,一般从 M3 代开始出现 ,因此要特别注 意对生长势强 、结荚多 、丰产性好的单株或品系的
of International Conference on Engineering and Technological
Science[ C ]. 2000, 378 - 382. [ 8 ] Yuan Longp ing. Super hybrid rice[ J ]. Chinese R ice Research
述与讨论 [ J ]. 种子 , 2003, 2: 60 - 64. [ 13 ] 李阳生 ,李达模 ,朱英国. 水稻超高产育种的分子生物学研
究进展 [ J ]. 农业现代化研究 , 2001, 22 (5) : 283 - 288. [ 14 ] 黄耀祥. 水稻丛化育种 [ J ]. 广东农业科学 , 1983, 1: 1 - 5. [ 15 ] 杨守仁 ,张步龙 ,王进民 ,等. 水稻理想株型育种的理论和方
山 东 农 业 科 学 2008, 1: 14～17
Shandong Agricultural Sciences
我国大豆辐射诱变育种研究进展与展望
孙 玉 1 ,姜永平 2 ,刘军民 1
(1. 泰兴市农业科学研究所 ,江苏 泰兴 225433; 2. 江苏沿江地区农业科学研究所 ,江苏 如皋 226541)
15
2 大豆辐射诱变的突变类型研究
2. 1 农艺性状突变 2. 1. 1 生育期突变 大豆生育期为受少数基因 控制的数量性状 。早熟突变是生育期突变中较易 诱发的最重要的突变类型 ,而且突变频率也较高 。 Goto (1963)用 X射线诱发的早熟突变频率为 2. 5 ×10 - 3 ;刘忠堂等 ( 1981) [ 4 ]报道的早熟突变频率 为 2. 8 ×10 - 3 。翁秀英等 (1974) [ 2 ]利用中子辐射 育成了比亲本品种早熟 32 d的极早熟品种哈 75 - 6222 。翁 秀 英 等 ( 1994 ) [ 21 ] 、金 文 林 等 (1994) [ 22 ] 、陈学珍等 ( 2003) [ 9 ]还指出 ,选择生育 期为 104 ～107 d的品系作为辐射亲本较易获得 中 、早熟突变 。 2. 1. 2 株高突变 株高突变包括节间长度和主 茎节数的改变 , 一般在 M2 代显现 , 变异类型多 样 ,变异后代遗传力高 。吕秀珍等 ( 1983 ) [ 5 ]研究 表明 ,株高突变的遗传力为 98. 97% ;节数的遗传 力为 98. 14%。陈学珍等 ( 2002、2003) [ 7, 9 ]的研究 结果表明 ,在辐射大豆后代中株高的变异幅度相 当大 ,如“95A006”品系的 M2 代株高的变异范围 达 25. 08～100. 00 cm ,并指出在 M3 代中株高的 遗传力较高 ,选择的可靠性也较高 。 2. 1. 3 结荚习性突变 赵经荣等 ( 1986) [ 6 ]研究 认为 ,在一定剂量范围内 ,剂量越高 ,结荚习性的 突变频率越低 。翁秀英等 ( 1974, 1994 ) [ 2, 21 ]用 X 射线辐射无限结荚习性的品种“满金仓 ”,获得了 亚有限结荚习性的哈光 659 突变体 ;用 γ射线辐 射“边字 79 - 66”,从 M3 代中分离出有限 、亚有限 和无限 3种结荚习性类型的突变体 。 2. 1. 4 种皮色与脐色突变 有研究 ( Takagi和 H iraiwa, 1980)指出 ,用 γ射线 、X射线等处理 Ta2 chisuznari (黄皮褐脐 ) 和 Fukuyutaka (黄皮褐脐 ) 能获得 3. 1 ×10 - 4 ～8. 3 ×10 - 3概率的皮色变异 和 0. 9 ×10 - 4 ～1. 7 ×10 - 4概率的脐色变异 。陈 学珍等 ( 2002 ) 用 [ 7 ] 150 Gy 60 Co 处理中作 95 888 (黄皮 、黑脐 ) ,在 M1 代中获得了 4 株绿皮变 异株 ,且在后代中没有分离出现 ,说明控制种皮颜 色的基因发生了隐性突变 。 2. 2 产量因子及产量突变 2. 2. 1 百粒重突变 一般认为大豆籽粒百粒重 突变较易发生 ,用 X 射线能获得 5. 0 ×10 - 4的突 变频率 ( Goto, 1963) 。赵经荣等 ( 1986) [ 6 ]研究齐
黄 23的辐射后代 ,种子大小的变异幅度在 12. 1% ～19. 8%之 间 ; 王培 英 ( 1989 ) [ 8 ] 诱变 处理 黑农 23,筛选出百粒重高达 30 g的突变体 ,比原品种 高 10 g;陈学珍等 ( 2002、2003) [ 7, 9 ]用 150 Gy 60 Co 处理 10个大豆品种 (系 ) ,发现在 M2 ～M4 代中百 粒重均发生了突变 ,在 M2 代中共有 6 个处理品 种 (系 )出现了大粒变异株 ,变异范围为 13. 3 ～ 23. 5 g,在 M3 和 M4 代中百粒重变异系数分别为 7. 174～16. 415和 10. 353～16. 547。 2. 2. 2 单 株 荚 数 突 变 陈 学 珍 等 ( 2002、 2003) [ 7, 9 ]处理了 10 个大豆品种 (系 ) ,发现有 3 个品种 (系 )的 M2 代平均单株结荚数超过了亲本 材料 ,并计算出平均单株结荚数的平均遗传力为 0. 4423 (0. 0398～0. 6041) ,说明单株结荚数的遗 传受环境影响较大 ,在 M2 代选择效果较差 ; M3 代和 M4 代中 ,单株结荚数的变异系数分别达到 29. 417 ( 22. 523 ～41. 870 ) 和 26. 256 ( 17. 441 ～ 37. 758) ,表明在 M3 和 M4 代中较易获得单株结 荚数超亲变异 。
wenku.baidu.com
摘 要 :综述了我国在大豆辐射诱变育种方面取得的成就与辐射获得的大豆农艺 、经济 、品质等性状突变 情况 ,总结了当前辐射诱变育种方面出现的新方法 、新思路 ,探讨了今后大豆辐射诱变育种的目标和方法 。
关键词 :大豆 ;育种 ;辐射 ;突变 中图分类号 : S5651103152 文献标识号 : A 文章编号 : 1001 - 4942 (2008) 01 - 0014 - 04
News Letter, 2000, 8 ( 1) : 13 - 15. [ 9 ] 周开达 ,马玉清 ,刘太清 ,等. 杂交水稻亚种间重穗型组合选
育 [ J ]. 四川农业大学学报 , 1995, 13 (4) : 403 - 407. [ 10 ] 陈温福 ,徐正进 ,张龙步. 水稻超高产育种 ———从理论到实
[ 6 ] 陈温福 ,徐正进 ,张龙步. 水稻超高产育种生理基础 [M ]. 沈 阳 :辽宁科技出版社 , 1995.
[ 7 ] Chen W enfu, Xu Zhenjin, Zhang Longbu, et al. Theories and
p ractices of rice breeding for super high yield [ A ]. Proceedings