近五年中国对大豆的研究进展
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近五年中国对大豆的研究进展
摘要:大豆是世界五大作物之一,也是世界上最为重要的油料作物和高蛋白粮饲兼用作物。为了提高大豆的产量和质量,近年来,我国学者对大豆进行了大量研究。本文概述了学者对大豆育种、培育方面以及大豆对旱、涝、盐的抗性方面的研究情况,分析了在育种培育等方面提高大豆产量的途径与方法,为今后提高大豆的产量及质量提供依据。
关键词:大豆;育种;培育;抗旱耐涝耐盐性;研究进展
Abstract:Soybean is not only one of the world's top five crops, but also the world's most important oil crops and high-protein grain and forage crop. In recent years, Chinese scholars have conducted a lot of researches on soybeans in order to improve the yield and quality of soybeans. This article outlines the sc holars’ researches on soybean breeding, cultivation of soybean and the aspects of the resistance of soybean to drought , floods and salt. This article also analyzes the ways and methods of improving the soybean production in terms of breeding, cultivation and more, and provide a basis for improving the yield and quality of soybeans in the future.
Key words: soybean; breeding; foster; drought resistance ,floods and salt-resistant; progress
大豆原产于我国,是在世界范围内广泛种植的、重要的油料作物。我国栽培大豆已有4700余年的悠久历史,我们的祖先创造了传统农业的“大豆”文明,为世界农业的发展做出了重要贡献。然而近半个世纪以来,随着国外发达国家大豆种植面积的不断加大,生产技术及生产能力不断提高,我国在大豆生产方面的优势地位逐渐被取代。在这一形势下,加强我国大豆生产科研能力,提高我国大豆单产水平,对于振兴我国大豆产业具有十分重要的意义[1]。本文概述了近五年来我国学者对大豆育种、培育以及抗旱耐涝耐盐性的相关研究进展。
1 育种研究
1.1 大豆分子育种
分子标记辅助育种是指利用分子标记与决定目标性状基因紧密连锁的特点,通过检测分子标记,即可检测到目的基因的存在,达到选择目标性状的目的。该方法对大豆从表形到基因型进行遗传操作,具有大幅提高育种效率,实现大豆品种定向遗传改良的作用[2]。
A分子标记技术、QTL定位和分子辅助选择育种的应用对优质多抗大豆品种的快速选育具有十分重要的意义。随着功能基因组学的发展和实验技术手段的进步,分子标记和QTL 研究向基于基因组功能区段的新型分子标记以及QTL的精细定位研究转移已成为发展方向。
我国现阶段偏重于利用随机分子标记进行QTL研究,对于先进的技术手段还在起步或摸索阶段,与真正实现高效的分子辅助选择育种的目标还有一定距离[3]。
2011年,国内外在大豆分子育种相关领域取得了新的进展。在分子标记开发与辅助育种方面,发掘出与产量、发育、品质、抗病和抗逆等性状相关的新的分子标记或QTL:在新基因挖掘方面,克隆了与光周期反应、共生固氮、品质及抗逆性相关的基因,并分析了其功能。在大豆转基因育种方面,遗传转化体系的优化取得了新的进展,转化效率有所提高,同时对一些功能基因(包括来自其它物种的一些基因)进行了功能评价和育种利用价值评估。转基因大豆继续保持良好的发展势头,并且出现一些新的发展方向[4]。
1.2 大豆高产育种
矮杆基因的利用对于20 世纪“绿色革命”起到了决定性的作用。在大豆上,美国俄亥俄州立大学的Cooper 等将抗倒伏的有限结荚习性基因dt1 转育到无限结荚习性的北方高产品种中,育成了Elf、Sprite、Hobbit、Gnome等半矮秆品种,在高产环境下采取高密度种植实现了超高产,并得到大面积推广应用[5]。此项技术于1994 年引入黑龙江省取得了较好效果,育成了适于窄行密植的半矮秆品种“合丰42” [6]。吉林省农科院从1996 年开始进行矮秆大豆品种选育研究,2005年育成了“吉密豆1 号”。该品种在密植栽培体系并不十分完善的情形下,大面积平均产量达到了3.53 t/hm2,比对照品种(九农21 号)增产20.6%,最高产量达4.2 t/hm2[7]。
1.3 大豆嫁接育种
嫁接是把一株植物的一部分(多为枝条,统称接穗)通过类似手术的方法连接到另一株植物的茎、根或其它器官(统称砧木)上,使连接在一起的接穗和砧木进一步发育,共同成长为一个完整植株的技术[8]。近年来,嫁接技术在园艺作物生产中发挥了重大作用[9],并成为研究植物根冠关系、生长调节物质、抗病机制等重要生理学问题的重要手段。嫁接不仅是大豆生理研究的良好工具,而且在大豆育种和多年生野生大豆种质保存等方面具有一定利用价值。在大豆育种中,通过嫁接可对不同品种进行花期调控,为杂交育种创造条件。也有研究者通过嫁接,进行无性方式的育种[10]。
1.4 大豆转基因育种
获得转基因植株是植物基因工程的基础,但是由于转化效率较低,在转基因的过程中通常需要一个有效筛选细胞和组织的手段,于是选择标记基因被广泛应用。然而,选择标记基因的使用,存在生物安全性和环境安全性隐患。因此,建立一个安全高效稳定的大豆转化体