国外大豆育种研究进展和趋势
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具有一定兴趣。
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二、国外大豆遗传育种研究主要进展
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(二)重要品质性状的遗传改良 2.蛋白质组分
大豆脂氧化酶:日本已有2个缺失Lox-1,Lox-2,Lox-3的大 豆品种(Ichihime和L-Star)和2个品系发放推广。 大豆贮藏蛋白: 7Sα′、7Sα亚基缺失,7S球蛋白缺失, 11SA4A5B3缺失及11SA3B4缺失等突变体。2001年,Yumeminori 品种已发放推广。该品种的特点是缺失7Sα′、α亚基球蛋白, 11S/7S比值高,含硫氨基酸较常规品种高1.2倍,且具有较低 的蛋白过敏特性(Kitamura & Ujiie)。 胰蛋白酶抑制剂:美国已育成了不含Kunitz胰蛋白酶抑制 剂大豆品种投入商业化生产。Vollmann对常规大豆胰蛋白酶抑 制剂活性(TIA)测定为85-140mg/g, 而缺失Kunitz基因型 TIA 为30-105 mg/g。 外源凝集素(Lectin):通过资源筛选已获得了不含外源 13 凝集素的种质,其基因型为lele。
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(五)国外常规大豆育种的主要程序
配制杂交 组合
(数百至上千,温室或田间)
(温室、田间、南繁) 单粒传(南繁、当地) 选单株 选株行 初级测产(2-3地点,无重复) 高级测产(2-3地点,3-4重复) 区域试验(1-3年)
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主要内容
主产国大豆育种与品种推广体系 国外大豆遗传育种研究主要进展
国外大豆育种研究的发展趋势
几点启示与建议
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一、主产国大豆育种与品种推广体系
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(一)美国大豆育种与品种推广体系 公立机构:
二、国外大豆遗传育种研究主要进展
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(二)重要品质性状的遗传改良 4.其它特殊品质性状 大豆异黄酮(isoflavone)有三种类型,即黄豆苷原 (Daidzein)、染料木酮(Genistein)、金雀异黄酮 (Glycitin)。大豆不同品种间异黄酮含量存在差异,且种胚中
二、国外大豆遗传育种研究主要进展
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(二)重要品质性状的遗传改良 3.油脂组分
美国已有低亚麻酸(1%)、低棕榈酸(3.5%)、高油酸 (80%)品种商业化种植(Fehr)。目前已发现有三个等位基 因(fan1,fan2,fan3)控制低亚麻酸含量。 随着多聚不饱和脂肪酸(PUFAs)营养和药用价值的开发, 提高PUFAs 含量的育种愈加受重视。Eckert通过转基因方法已 育成γ- 亚麻酸(GLA)含量达30%以上的品系(420-5)。 维生素E(tocopherol)是大豆油中一种天然的抗氧化剂 和重要的营养物质,其中α- tocopherol 活性相对较高。 Kitamura 已鉴定出α- tocopherol 含量较高的种质,较常规 14 品种高出数倍。
Orf认为,亲本选配是至关重要的, 亲缘关系较远的亲本杂交易选出较好品 种。在公立研究机构,特别重视外来种 质的利用。随着小区机械化程度的不断 提高,早期世代测产日益受到关注。
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二、国外大豆遗传育种研究主要进展
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的含量远高于种子或子叶。Dayde研究表明,异黄酮含量及其
组分的遗传力较高,应属几个主基因控制。 皂苷(saponin)也是一种有益健康的物质。Tsukamoto
对日本1000余份大豆分析表明,有10种皂苷类型,在5个基因
位点上,有11个等位基因。
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二、国外大豆遗传育种研究主要进展
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(一)产量的遗传改进
Specht估算,在过去的40年中,美国大豆的年遗传进度是 23公斤/公顷(0.8%)。巴西大豆产量的遗传进度大约在每年 1.5-2.0%左右(Toledo)。阿根廷的大豆产量改进为1-2% (Salado)。印度大豆产量的遗传进展是每年22公斤/公顷 (1.3%)。非洲大豆产量的遗传进展较快,平均遗传进度为3%。 大豆新兴国的遗传进展要大于大豆传统生产国。
(二)重要品质性状的遗传改良
1.蛋白质和油分含量 大豆种质资源中,蛋白质含量最高达55.9%,油分含量最 高达24.6%。由于南美的特殊气候及土壤条件,阿根廷和巴西 的大豆油分含量相对较高而蛋白含量相对较低。阿根廷大豆品 种蛋白平均含量39.1%,油分平均含量22.9%,巴西大豆的油分 平均含量亦达22%,因此,阿根廷和巴西对提高大豆蛋白含量
自于黑市,这严重挫伤了种子公司经营大豆种子的积极性,经
营大豆的种子公司数量正在减少。从2001年开始,种子公司开 始与农民签订合同,如果农民自留种子需要向种子公司交付一 定的特许费。
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一、主产国大豆育种与品种推广体系
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F1 F2,F3 F4 F5 F6 F7 F8
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一、主产国大豆育种与品种推广体系
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(六)国外大豆生物技术育种的主要程序 孟山都大豆育种阶段:
发现期(2-4年):基因和性状鉴定,5%入选
(一)美国大豆育种与品种推广体系 大豆区域试验: 初级区域试验(Preliminary Test),统一区试 (Uniform Test) 初级区试: 邻近的2-3个州协作举办 统一区试: 分南、北两大片,南片由密西西比州主持,北片由印第安 那州主持。区试按成熟期组(MG)编排供试品种,每区约2530个试验点,试验品种一般为25个,试验三年。公立机构的品 种由所在大学的品种审核委员会审核,通过后在作物协会登记。 私立公司有其自己的区试网络,品种发放亦自行决定。 大豆品种商业化试验(Commercial soybean test): 每州若干区(每区2-3个点),私立、公立品种,结果 (产量、熟期、抗性、倒伏性、降雨量等)公布,为农民选择 4 品种提供依据。
二、国外大豆遗传育种研究主要进展
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(三)主要病虫害的抗性育种
2.大豆蚜虫 大豆蚜是北美新发生的一种害虫,2000年在美国中西部九 个州发现,2001年已扩展到东部、西部各州及加拿大。这一新 害虫已引起美国高度重视,2001年派遣二支考察队分赴中国东 北和日本,试图寻找天敌以采用生物防治来控制。伊利诺大学 对3000份大豆种质和野生大豆进行了鉴定,发现30份材料具有 抗蚜性或推测具有抗蚜性。Hill 研究表明, Dowling,Jackson,PI200538 表现出较强的抗生性 (antibiosis),而PI71506表现出较强的排趋性 (antixenosis)。有6个野生大豆具有抗蚜性,其中三个表现 出抗生性。Michigan State对抗蚜性的遗传研究已经展开,包 括抗源的遗传关系、抗性基因分子标记及抗性种质的培育等。 17
(四)印度大豆育种与品种推广体系 1980年以前,印度大豆品种主要是外国品种或从引入种质
中筛选的。81-90年主要以外来品种作亲本,90年以后开始以
育成品种或品系作亲本。育种方法主要为杂交选育、系统选 择、诱变育种和引种。印度的大豆育种研究主要集中在农业
大学。品种审定推广需要经过三年试验。第一年在五个农业
农业部或州立大学资助,基础性研究和种质创新
私立种子公司: 大豆育种的主体,品种占90%以上 大豆主产州: 筹资(Check-off)体系,大豆销售额的0.5%统一上缴, 用于“大豆协会”开拓市场,并对一些公立机构的相关研究 给予资助。
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பைடு நூலகம்
一、主产国大豆育种与品种推广体系
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气候带进行多点试验,称为初始品种试验(Initial Varietal Trial, IVT),表现较好者在各自农业气候带升入 高级品种试验Ⅰ(Advanced Varietal Trial, AVT-Ⅰ)和高 级品种试验Ⅱ(AVT-Ⅱ),根据三年综合表现,最终确定品 种是否推广。
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一、主产国大豆育种与品种推广体系
区域试验(Final Evaluation),2年,28地点,3重复。
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一、主产国大豆育种与品种推广体系
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(三)阿根廷大豆育种与品种推广体系 最初的品种均从美国或巴西引入。美国的种子公司在阿根 廷设有许多分公司,进行大豆育种和种子生产。阿根廷的大豆 品种95%以上是私立公司选育的。农民种植的大豆种子有50%来
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(七)国外大豆种子繁育体系 育种家种子(Breeder seed):原原种(超级原种), 三圃法繁殖 基础种子(Foundation seed):原种,超级原种繁殖 登记种子(Registered seed):一级良种 检定种子(Certified seed):二级良种
二、国外大豆遗传育种研究主要进展
(三)主要病虫害的抗性育种 1.大豆锈病 大豆锈病是近年来南美及非洲威胁最大的病害之一。该病 于1996年首次在非洲发现,2000年在南美洲首次报道。这一美 洲新的大豆病害已引起了巴西、阿根廷等国的高度重视,纷纷 开展抗源筛选与抗性遗传研究。美国对该病害高度警觉,已组 织有关专家对美国的大豆种质进行全面的抗锈病鉴定与筛选。 巴西已鉴定出4个抗锈基因(Rpp1- Rpp4),但最近发现的新 的生理小种,在现有商业品种中还未找到抗源。巴西育种家认 为,选育水平抗性的品种更具实际意义。泰国已发现8个生理 小种,已鉴定出抗所有8个小种的品系(CM60-10Kr-71),并 进行了分子标记研究,已发现2个标记(Satt12, Satt472)与 抗锈性有关。印度(Basavaraja)通过物理、化学诱变方法获 得了3个抗锈品系。国际热带作物研究所(IITA)从212份材料 16 中筛选出TGX1835-10E等4个中抗品种。
一、主产国大豆育种与品种推广体系
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(二)巴西大豆育种与品种推广体系 70年代以前全是美国引进的品种,80年代以后巴西品种逐 渐取代了美国品种。公立品种占60%,私立品种占40%。公立品 种需经区域试验,品种审定须经Embrapa 的专家委员会认可, 方可发放推广。审定标准一般品种增产3-4%以上,特殊性状品 种可降为1-2%。 区试程序: 预备试验Ⅰ(Preliminary Test 1),3地点,无重复; 预备试验Ⅱ(Preliminary Test 2),3地点,3重复; 预备试验Ⅲ(Preliminary Test 3),10地点,3重复;
育种一期(1-2年):基因优化和转化,1/4入选 育种二期(1-2年):生物信息技术预评和大规模转化, 几十份材料,1/2入选 育种三期(1-2年):高代培育,田间试验,5份材料, 3/4入选
育种四期(1-3年):目标性状,良种繁育,市场预测,1 份材料,90%概率入选
品种上市期:适宜区推广
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一、主产国大豆育种与品种推广体系