王樹峰,徐 英,王 莉
(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所,河南 鄭州 450002;2.河南省新鄉(xiāng)市植保植檢站,河南 新鄉(xiāng) 453003;3.河南省獲嘉縣農(nóng)業(yè)局,河南 獲嘉 453800)
自20世紀(jì)60年代中期開展大豆雜交育種以來,河南省共育成大豆品種(系)74個(gè),其中51個(gè)為野起一號(hào)的后代,42個(gè)為Mamotan的后代,分別占育成品種的68.9%和59.5%??梢?,拓寬大豆的遺傳基礎(chǔ),對(duì)大豆遺傳育種意義重大。我國(guó)大豆科研工作者對(duì)此進(jìn)行了深入、細(xì)致的探索。鄭翠明等采用RAPD技術(shù)探討了用野生大豆作母本進(jìn)行育種的可能性[1]。邱麗娟等在系譜分析的基礎(chǔ)上比較了中美大豆種質(zhì)遺傳多樣性,利用RAPD標(biāo)記和聚類分析發(fā)現(xiàn)中美兩國(guó)的大豆種質(zhì)分聚在不同類別[2],這一發(fā)現(xiàn)為利用國(guó)外種質(zhì),拓寬我國(guó)大豆的遺傳基礎(chǔ)提供了理論支持。文中就河南省應(yīng)用的主要國(guó)外大豆種質(zhì)在育種中的遺傳貢獻(xiàn)進(jìn)行分析,力圖搞清國(guó)外種質(zhì)在河南大豆育種中的作用,為河南乃至全國(guó)大豆新品種選育提供有益參考。
我國(guó)自20世紀(jì)中葉開始引進(jìn)國(guó)外大豆品種和種質(zhì),共引進(jìn)大豆品種資源2 000余份,包括高產(chǎn)、抗各種主要病害及優(yōu)質(zhì)、特用等品種資源。引進(jìn)國(guó)家和地區(qū)以美國(guó)最多,從美國(guó)引進(jìn)大豆品種資源近1 000份,此外還從日本、韓國(guó)、加拿大、前蘇聯(lián)和東歐等國(guó)引進(jìn)大量品種資源。國(guó)外種質(zhì)在我國(guó)主要被用育種和基礎(chǔ)研究,以育種效果最為顯著。河南省生產(chǎn)和育種中利用過和正在利用的國(guó)外大豆品種、種質(zhì)有10個(gè),其中8個(gè)來自美國(guó),2個(gè)來自日本。在系譜分析中出現(xiàn)頻率較高、衍生品種較多的為野起1號(hào)、Mamotan和美-2,分別衍生出51個(gè)、42個(gè)和15個(gè)品種。
河南省自20世紀(jì)60年代中期開展大豆雜交育種以來,共育成大豆品種(系)74個(gè),其中57個(gè)具有國(guó)外血緣,占育成品種的77.0%。具有野起一號(hào)血緣的育成品種有51個(gè),占總數(shù)的89.5%。這些具有國(guó)外血緣的大豆品種多為有重大影響的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種或特異材料(見表1)。共有21個(gè)品種獲得省部級(jí)以上科技獎(jiǎng)勵(lì),其中國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)2項(xiàng):豫豆2號(hào)1989年獲國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng),豫豆18號(hào)1999年獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。蛋白質(zhì)含量超過45%的品種有20個(gè),脂肪含量達(dá)到21%以上的品種有5個(gè),超過22%的品種有3個(gè);蛋白質(zhì)脂肪二者合計(jì)總含量超過65%的品種有12個(gè);產(chǎn)量潛力4 000公斤/公頃的品種有14個(gè)。
經(jīng)系譜分析看出,河南省育成的74個(gè)品種多數(shù)是由具有國(guó)外血緣的品種或中間材料雜交育成的。其遺傳貢獻(xiàn)率見表2。
采用崔章林等的方法計(jì)算出國(guó)外親本的遺傳貢獻(xiàn)值[3],列入表2。在系譜分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步用量化指標(biāo)分析親本的細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)大小,計(jì)算出細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)值。其方法為凡由雜交育成的品種其雙親的細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)值均為0.5,每一親本再按均等分割方法上推其雙親,直至終極祖先親本,這樣每一育成品種的各祖先親本細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)值總和等于1。細(xì)胞質(zhì)遺傳貢獻(xiàn)值的計(jì)算,不論何種育種方法只需檢視其用作母本的親本,上推至其終極細(xì)胞質(zhì)祖先親本,每一育成品種只有一個(gè)細(xì)胞質(zhì)祖先親本,其細(xì)胞質(zhì)遺傳貢獻(xiàn)值為1,沒有分?jǐn)?shù)和小數(shù)。
由表2可看出,河南省國(guó)外大豆種質(zhì)細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)值的和為5.246,平均為0.092。其中野起一號(hào)、Mamotan和駐美金的細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)值分別為1.391、1.232和1.000,占國(guó)外親本細(xì)胞核遺傳貢獻(xiàn)值的26.52%、23.48%和19.06%。河南省只有泛豆5號(hào)、商豆14、開豆4號(hào)和開豆41號(hào)是以國(guó)外種質(zhì)作母本育成的,所以國(guó)外種質(zhì)的細(xì)胞質(zhì)遺傳貢獻(xiàn)值的和為4。
表1 河南省國(guó)外種質(zhì)的衍生品種
表2 河南省大豆育成品種的國(guó)外親本遺傳貢獻(xiàn)值
在河南省雜交或系統(tǒng)選育而成的74個(gè)大豆品種(系)中有57個(gè)品種(系)具有國(guó)外血緣,占所有育成品種的77.0%。這些品種在河南乃至全國(guó)的大豆生產(chǎn)和育種上發(fā)揮過或正在發(fā)揮著重要作用。
河南省大豆遺傳基礎(chǔ)較為狹窄,廣泛引進(jìn)國(guó)外種質(zhì)是拓寬河南大豆遺傳基礎(chǔ)的有效途徑。在育成的57個(gè)具有國(guó)外血緣的大豆品種中,有51個(gè)品種有野起一號(hào)的血緣,占總數(shù)的89.5%。可見野起一號(hào)是對(duì)河南大豆品種影響最大的國(guó)外種質(zhì)。具有國(guó)外血緣的大豆品種在生產(chǎn)上推廣面積大,貢獻(xiàn)突出??梢姾Y選優(yōu)異國(guó)外種質(zhì)是十分重要的。
細(xì)胞質(zhì)也是遺傳物質(zhì)存在的重要場(chǎng)所,一些與光合、呼吸有直接關(guān)系的細(xì)胞器,如葉綠體、線粒體等都存在于細(xì)胞質(zhì)中,這些細(xì)胞器含有基因載體DNA,因此細(xì)胞質(zhì)的遺傳效應(yīng)也不容忽視。河南省大豆的細(xì)胞質(zhì)遺傳基礎(chǔ)十分狹窄,僅有2個(gè)國(guó)外種質(zhì)被用作母本。為拓寬細(xì)胞質(zhì)遺傳基礎(chǔ),應(yīng)進(jìn)一步探討采用國(guó)外種質(zhì)作母本的育種方法和技術(shù)。
[1]鄭翠明,常汝鎮(zhèn),邱麗娟,等.利用RAPD技術(shù)分析野生大豆×栽培大豆后代品系遺傳組成[J].大豆科學(xué),2000,5(2):97-104.
[2]邱麗娟,常汝鎮(zhèn),許占友,等.利用分子標(biāo)記評(píng)價(jià)大豆種質(zhì)的研究進(jìn)展[J].大豆科學(xué),1999,11(4):347-350.
[3]崔章林,蓋鈞鎰,THOMASE,等.中國(guó)大豆育成品種及其系譜分析[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1998.
[4]閆春娟,王文斌,董鉆,等.大豆種質(zhì)資源蛋白質(zhì)及脂肪含量的聚類及相關(guān)性分析[J].大豆科技,2011(1):11-13,16.
[5]邱紅梅,楊春明,孟凡凡,等.東北大豆微核心種質(zhì)化學(xué)品質(zhì)性狀分析[J].大豆科技,2013(3):78.