彭 寶，張偉龍，趙曉明，趙麗梅，張景勇，孫 寰

（吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆研究中心，長春 130033）

利用雜種優(yōu)勢大幅度提高農(nóng)作物產(chǎn)量，是作物遺傳改良最有效的途徑之一。雜種優(yōu)勢先后在玉米、高粱、向日葵、油菜以及一些蔬菜類上被應(yīng)用。人們一度認(rèn)為嚴(yán)格自花授粉的作物，很難利用雜種優(yōu)勢。我國在雜交水稻研究上取得的突破，開創(chuàng)了自交作物雜優(yōu)利用的先河。目前我國雜交稻的種植面積，已達(dá)水稻種植面積的60%以上。雜交小麥的研究也有很大進(jìn)展，國內(nèi)外不斷有高產(chǎn)組合推出，總體呈上升趨勢。在主要作物中，只有大豆雜優(yōu)利用研究滯后,自1993年吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院育成大豆細(xì)胞質(zhì)雄性不育系后，大豆雜種優(yōu)勢利用已成為可能，并且已選育出雜交豆1號、2號、3號和4號，本文結(jié)合近年來的育種實踐，對雜交大豆育種方法和制種技術(shù)的有關(guān)問題進(jìn)行初步探討。

1 “三系”選育

“三系”是選育大豆雜交種的物質(zhì)基礎(chǔ)，只有選育出優(yōu)良的“三系”，才能育成高優(yōu)勢的雜交種。目前“三系”選育主要是利用已育成的RN型穩(wěn)定的大豆雄性不育系為母本，廣泛收集已育成的大豆品種或品系為父本，采用測交和回交轉(zhuǎn)育的方法進(jìn)行新的“三系”選育。

根據(jù)測交組合的F1代的花粉育性進(jìn)行恢保類型的確定?；ǚ塾缘蔫b定采用I2-KI染色法，摘取露白之前的花蕾，花蕾不能太小，摘取之后用75%的酒精溶液固定，然后在顯微鏡下觀察花粉育性，花粉育性是指不育的花粉細(xì)胞占總花粉細(xì)胞的比率，花粉育性大于95%的組合，其被測親本即為保持類型，然后進(jìn)行回交轉(zhuǎn)育，一般連續(xù)回交5代即可育成新的不育系，輪回親本即為該不育系的同型保持系?；ǚ蹟∮试?～60%的組合，其被測親本即為恢復(fù)類型，但由于人工雜交獲得的測交種種子數(shù)量很少，很難觀察后代的恢復(fù)株率，因此，還應(yīng)與多個不育系在網(wǎng)室內(nèi)雜交，生產(chǎn)數(shù)量較多的F1種子，以計算恢復(fù)株率。對多個不育系具有恢復(fù)能力的材料，才可以對其進(jìn)行單株提純選育，育成新的恢復(fù)系?；ǚ蹟∮试?0%～95%之間的組合，其被測親本為中間類型，育成“三系”難度較大[1]。

到目前為止已選育出回交5代以上的春大豆不育系159個，其中吉林省材料57個，占35.8%；黑龍江省材料53個，占33.3%；遼寧省材料4個，占2.5%；外國材料42個，占26.4%；其他省份3個，占1.2%。不育系材料來源基本上由吉林、黑龍江、外國品種各占三分之一左右。通過單株系選已育成具有不同恢復(fù)能力的春大豆恢復(fù)系191個，其中吉林省材料57個，占29.8%；黑龍江省材料32個，占16.8%；遼寧省材料6個，占3.1%；外國材料92個，占48.2%；其他地區(qū)材料4個，占2.1%?；謴?fù)系材料來源外國品種接近一半，其次是吉林省占三分之一。

優(yōu)良不育系應(yīng)具備育性穩(wěn)定、配合力高、異交率高、綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良等特點(diǎn)。特別是高異交率可以提高制種產(chǎn)量，是雜交大豆實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。研究發(fā)現(xiàn)，不同基因型不育系之間異交結(jié)實率存在很大差異，在同一條件下結(jié)實率差異可達(dá)50%～80%以上。這可能與花粉的粘重度、龍骨瓣緊密度、花分泌物等有關(guān)。高異交結(jié)實率不育系，可以提高制種產(chǎn)量，因此，高異交結(jié)實率成為選育新的不育系的重要性狀指標(biāo)。

優(yōu)良恢復(fù)系應(yīng)具備恢復(fù)力強(qiáng)、配合力高、恢復(fù)譜廣、花期長、花粉量大、綜合農(nóng)藝性狀好等特點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，不同基因型恢復(fù)系之間花和花粉數(shù)量存在很大差異，花的數(shù)量從74.8朵到408.9朵，相差5倍以上；花粉數(shù)量從28.9萬個到137.9萬個，差異也接近5倍[2]。因此，選育多花的恢復(fù)系，增加花粉數(shù)量更有利于提高雜交大豆制種產(chǎn)量。

2 雜交種選育

因為高優(yōu)勢組合的機(jī)率很低，因此，要選育優(yōu)良大豆雜交種必須對大量雜交組合進(jìn)行篩選和鑒定?，F(xiàn)已配制近4000個組合，每年大約配制400～500個組合，在網(wǎng)室內(nèi)采用一父多母的種植方式，利用苜蓿切葉蜂作為傳粉媒介，生產(chǎn)F1種子，第二年對所配的組合進(jìn)行初步測產(chǎn)，一般采用單行區(qū)、多地點(diǎn)進(jìn)行，根據(jù)產(chǎn)量、生育期、恢復(fù)性、抗逆性等綜合表現(xiàn)，篩選出一定數(shù)量的組合。第三年對入選組合進(jìn)行二次測產(chǎn)，如種子不夠則重新進(jìn)行制種，下一年進(jìn)行二次測產(chǎn)。二次產(chǎn)量鑒定如種子量夠用應(yīng)采用五行區(qū)，三次重復(fù)，多地點(diǎn)進(jìn)行，嚴(yán)格測產(chǎn)，根據(jù)各地點(diǎn)綜合表現(xiàn)，決選出優(yōu)異的高優(yōu)勢組合，下年參加區(qū)域試驗。同時，對這些組合到基地進(jìn)行大面積制種，以保證區(qū)域試驗的用種需要。

研究表明，親本的親緣關(guān)系對大豆雜種優(yōu)勢有著重要影響，一般基因型遠(yuǎn)緣或生育期差異大的組合產(chǎn)生高優(yōu)勢組合的機(jī)率較大。審定的4個雜交種均是以國內(nèi)不育系和國外恢復(fù)系為親本育成的。雜交豆1號、2號、3號和4號分別于2002年、2006年、2009年和2010年審定，分別比對照增產(chǎn)21.9%、22.7%、20.2%和12.3%。

3 制種技術(shù)

3.1 “三系”擴(kuò)繁

“三系”原原種和原種的擴(kuò)繁，是雜交大豆育種的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，“三系”的原原種繁殖必須保證純度達(dá)100%，否則會影響優(yōu)勢組合的篩選、制種產(chǎn)量和種子純度，甚至影響雜交種的推廣。因此，不育系和保持系的原原種繁殖都是在網(wǎng)室內(nèi)進(jìn)行，利用苜蓿切葉蜂傳粉，不育系在開花初期放蜂前對每一株進(jìn)行花粉育性檢查，剔出育性低于95%的植株。原種在田間有隔離的條件下進(jìn)行大面積擴(kuò)繁，在苗期、開花初期、收獲前根據(jù)葉形、花色、茸毛色、結(jié)莢習(xí)性、株型等性狀進(jìn)行多次去雜確保種子純度?；謴?fù)系原原種亦在網(wǎng)室內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)繁不用放蜂，原種在田間有隔離的條件下大面積擴(kuò)繁，在苗期、開花初期、收獲前亦進(jìn)行嚴(yán)格去雜。

3.2 雜交制種技術(shù)

大豆是嚴(yán)格的自花授粉作物，花粉量少且粘重，不能依靠風(fēng)媒進(jìn)行傳粉，只能依靠蟲媒傳粉。經(jīng)過研究確認(rèn)，苜蓿切葉蜂和蜜蜂是大豆傳粉的最佳昆蟲。制種基地宜選擇在降雨量少、有灌溉條件、日照充足、土壤肥力中等、野生昆蟲種類多、群體大的地區(qū)進(jìn)行。不同品種之間的隔離距離，用切葉蜂傳粉或靠自然昆蟲傳粉的應(yīng)在500m以上，用蜜蜂傳粉的應(yīng)在5000m以上。

大豆是典型的碟形花，柱頭不外露，花粉數(shù)量少且粘重，不宜傳播。為了確保有足夠的花粉源和較高的制種產(chǎn)量，父母本種植比例不宜大，以1：2為宜。播種量50kg/hm2，公頃保苗15～16萬株。父母本生育期差別大的要進(jìn)行錯期播種，調(diào)整到花期相遇。在苗期、開花初期、成熟期等，根據(jù)葉形、花色、茸毛色、結(jié)莢習(xí)性等性狀嚴(yán)格去雜，以確保種子純度。

由于大豆靠蟲媒傳粉，在大豆開花期不宜打藥作業(yè)。因此，在大豆開花之前要進(jìn)行一次藥劑處理，主要防治大豆蚜蟲、紅蜘蛛等，以防開花期發(fā)生蟲害影響大豆授粉和產(chǎn)量。開花結(jié)束后，在8月上旬再進(jìn)行一次藥劑處理，防治大豆食心蟲，減少蟲食率。

不育系繁殖為了確保種子純度，在大豆開花結(jié)束后把父本割掉，父本可在邊行單獨(dú)繁殖。秋后收獲父母本要單收單運(yùn)，分別在不同場院堆放，單獨(dú)脫粒，每一個品種在脫粒前都要徹底清理好機(jī)器，防止機(jī)械和人工混雜，確保種子純度。

［1］孫寰．吉林大豆[M]．長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2005：132-159．

［2］趙麗梅，彭寶，程硯喜，等．大豆骨干恢復(fù)系花和花粉數(shù)量的研究[J]．大豆科學(xué)，2008，27（2）：238-241．

［3］彭寶，趙麗梅，王曙明，等．雜交豆2號選育及高產(chǎn)制種技術(shù)研究[J]．吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，33（2）：3-7．