姬月梅，羅瑞萍，連金番，趙志剛

（寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)作物研究所，銀川 750002）

大豆是中國(guó)乃至世界的主要糧油作物之一，其是所有豆科植物中栽培與應(yīng)用范圍最廣的物種，也是人類(lèi)優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和食用油脂的重要來(lái)源[1-2]。大豆是自花授粉作物，有利于保持優(yōu)良基因型的個(gè)體，而不利于基因的重組，相反異花授粉作物，有利于基因的廣泛重組，但不利于保持具有優(yōu)良基因型的個(gè)體。大豆育種的主要方法是雜交育種，可以實(shí)現(xiàn)近期育種目標(biāo)，但常規(guī)雜交育種對(duì)日益多樣化和高標(biāo)準(zhǔn)的育種目標(biāo)顯得力所不及。由于大豆花器官小，人工雜交成活率較低，再加上寧夏氣候干燥雜交成活率較低，故在育種過(guò)程當(dāng)中，所配置親本雜交組合的數(shù)量受到人力、物力以及環(huán)境、氣候因素的限制，致使親本的來(lái)源受到限制、遺傳基礎(chǔ)也較為狹窄。大豆雄性核不育系的出現(xiàn)改進(jìn)了大豆的雜交方式，使輪回選擇在大豆育種中得到廣泛應(yīng)用。宋啟建等[3]構(gòu)建了我國(guó)第一個(gè)大豆ms1雄性不育輪回群體。

大豆ms1輪回群體是根據(jù)多個(gè)表型性狀信息和分子信息通過(guò)多種取樣策略的比較研究，最終得到一個(gè)具有廣泛地理來(lái)源、遺傳變異豐富并且能為今后生產(chǎn)服務(wù)的核心種質(zhì)群體[4-5]。趙雙進(jìn)等[6]經(jīng)多年采用大豆ms1輪回群體育種的方法成功培育出高蛋白大豆新品種冀豆20，該品種2008年通過(guò)河北省審定。冀豆20是我國(guó)首次用大豆ms1輪回群體方法培育并審定的新品種。

為了加速大豆育種進(jìn)程，以寧夏自主研發(fā)及國(guó)內(nèi)外核心大豆種質(zhì)為優(yōu)良親本材料，引進(jìn)大豆ms1輪回群體基礎(chǔ)材料（2009年從河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所引進(jìn)），通過(guò)多年在寧夏引黃灌區(qū)的適應(yīng)性篩選，逐步構(gòu)建了適宜寧夏引黃灌區(qū)生態(tài)類(lèi)型區(qū)域的春大豆ms1高產(chǎn)基礎(chǔ)群體，2020年該方法獲得國(guó)家授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利證書(shū)。為加快寧夏春大豆新種質(zhì)、新品種（系）的選育奠定了豐富的種質(zhì)基礎(chǔ)。

1 材料來(lái)源

2009年從河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所引進(jìn)含有東北、黃淮、南方不同生態(tài)類(lèi)型區(qū)的多個(gè)優(yōu)良親本的ms1雄性不育輪回選擇群體[3]，該群體比較晚熟，在寧夏不能正常成熟。因此，首先在寧夏進(jìn)行了2 a（2009—2010年）的適宜本區(qū)生態(tài)特性選擇。2011—2014年連續(xù)4 a選用適應(yīng)本地區(qū)的核心種質(zhì)：主要來(lái)源于寧夏主栽春大豆品種承豆6號(hào)、晉豆19、中黃30等、近年選育優(yōu)良品系寧黃48、寧黃83等品種（系）及國(guó)家春大豆北方區(qū)域試驗(yàn)及生產(chǎn)示范、寧夏春大豆品種區(qū)域試驗(yàn)及生產(chǎn)示范、黃淮海大豆適應(yīng)性評(píng)價(jià)試驗(yàn)研究及黃淮海大豆新品種（系）多點(diǎn)產(chǎn)量鑒定等試驗(yàn)參試優(yōu)良品種等，共70個(gè)中晚熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)品種（系）進(jìn)行生態(tài)適應(yīng)性改良。

2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2018—2021年，4 a均在寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)作物研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行（E 106°12′36，N 38°13′1）。土質(zhì)為粉（砂）壤土，種植行距50 cm，株距10～13 cm，保苗12 000株/667m2左右。

3 基礎(chǔ)群體的構(gòu)建

利用大豆ms1雄性核不育基因豐富了群體的遺傳多樣性。每個(gè)親本材料取400粒等量混合為混合親本，按ms1材料不育株籽粒與混合親本以5∶1的行比進(jìn)行種植，通過(guò)天然雜交，摘莢混合收獲群體不育株籽粒，同年在海南進(jìn)行加代繁殖，收獲種植進(jìn)入下一年的改良。通過(guò)2～4輪的基因?qū)氩粩噙M(jìn)行選擇和改良，2014年形成了適宜寧夏春播生態(tài)類(lèi)型區(qū)的ms1輪回選擇基礎(chǔ)群體（LD）。寧夏春大豆種質(zhì)基因庫(kù)基礎(chǔ)群體構(gòu)建技術(shù)路線見(jiàn)附圖。

附圖 寧夏春大豆種質(zhì)基因庫(kù)基礎(chǔ)群體構(gòu)建技術(shù)路線

4 利用大豆雄性核不育基因ms1創(chuàng)制春大豆新種質(zhì)

4.1 新種質(zhì)選育過(guò)程及產(chǎn)量表現(xiàn)

大豆ms1輪回群體選擇育種是在大豆輪回群體優(yōu)化的前提下進(jìn)行的大豆新種質(zhì)、新品系的選育[7]。2014年根據(jù)寧夏春大豆的育種目標(biāo)選擇生育期在 135～140 d，株高 90～110 cm，直立、抗倒伏、抗病、適應(yīng)性強(qiáng)、籽粒外觀商品性好、品質(zhì)優(yōu)良、目標(biāo)產(chǎn)量300 kg/667m2以上的中晚熟春大豆中品661、冀豆17、承豆6號(hào)、中黃30、寧黃48、寧黃29和晉豆197個(gè)混合親本材料，按照LD群體籽粒與混合親本以5∶1的行比種植，進(jìn)行天然雜交，收獲不育株籽粒520粒；2015年用同樣方法進(jìn)行回交改良1次，收獲不育株籽粒；同時(shí)進(jìn)行常規(guī)人工回交，收獲人工回交籽粒。2016年將2015年收獲的不育株籽粒與人工雜交?；旌戏N植，一般經(jīng)過(guò)2輪以上選擇使群體得到改良，收獲后形成高產(chǎn)基礎(chǔ)群體，結(jié)合常規(guī)育種程序創(chuàng)制優(yōu)良新品種或新種質(zhì)資源。對(duì)選擇的優(yōu)良單株進(jìn)行田間綜合鑒定，表現(xiàn)突出的優(yōu)良品系可以進(jìn)入產(chǎn)量試驗(yàn)。步驟一般為（1）株行→（2）株系→（3）產(chǎn)量鑒定→（4）品系比較試驗(yàn)。培育形成一批高產(chǎn)品系，2018年至今累計(jì)選擇優(yōu)良單株1 588份，累計(jì)開(kāi)展產(chǎn)量鑒定154份，累計(jì)參加產(chǎn)量比較試驗(yàn)42份，利用大豆ms1雄性不育輪回技術(shù)創(chuàng)制出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的大豆新種質(zhì)11份，其中參加寧夏區(qū)域試驗(yàn)的高產(chǎn)品系有8個(gè)，連續(xù)4 a產(chǎn)量較對(duì)照增產(chǎn)的新種質(zhì)3個(gè)（見(jiàn)表1）。

表1 利用大豆雄性核不育基因ms1創(chuàng)制春大豆新種質(zhì)產(chǎn)量情況

從表1可以看出，2018—2021年利用大豆ms1雄性不育輪回技術(shù)4 a選育篩選出較對(duì)照承豆6號(hào)增產(chǎn)的新種質(zhì)有9份，增幅在0.84%～34.02%；2018年選育了13份大豆新種質(zhì)，增幅在0.61%～11.23%，13LD222品系產(chǎn)量最高為4 373.16 kg/hm2；2019年繼續(xù)種植2018年增產(chǎn)的新種質(zhì)，其中有10份種質(zhì)增產(chǎn)，增幅在0.90%～24.50%，寧黃LD75品系產(chǎn)量最高為3 906.80 kg/hm2，3份種質(zhì)減產(chǎn)且減產(chǎn)幅度較大，2020年不再進(jìn)行田間鑒定種植；2020年繼續(xù)種植選育了10份大豆新種質(zhì)，增幅在1.90%～34.02%，其中寧黃LD75品系產(chǎn)量最高為5 100.00 kg/hm2；2021年繼續(xù)種植選育出了9份大豆新種質(zhì)，其中13LD222已完成寧夏區(qū)域試驗(yàn)程序準(zhǔn)備審定，寧黃61和寧黑1號(hào)2份材料正在參加寧夏區(qū)試中生產(chǎn)試驗(yàn)環(huán)節(jié)，12LD89、寧黃LD75、寧黃LD8和寧黃LD219正在參加區(qū)域試驗(yàn)，9份種質(zhì)增幅在0.84%～19.37%，17LD46品系產(chǎn)量最高為4 904.35kg/hm2，明年推薦準(zhǔn)備參加區(qū)域試驗(yàn)。

4.2 新種質(zhì)的品質(zhì)分析

從表2品質(zhì)分析結(jié)果可以看出，9個(gè)參加區(qū)試品系（新種質(zhì)）粗蛋白質(zhì)含量在30.20%～40.47%，其中寧黃LD75粗蛋白質(zhì)含量最高，粗脂肪也達(dá)到21.21%；9個(gè)新種質(zhì)的粗脂肪含量在17.40%～24.07%，其中寧黃LD8脂肪含量最高為24.07%，并且該品系生育期較對(duì)照早熟一周左右。

表2 大豆新種質(zhì)品質(zhì)分析

從表3大豆新種質(zhì)抗性鑒定可以看出，寧黃LD61對(duì)MSV表現(xiàn)高抗，寧黑1號(hào)對(duì)MSV表現(xiàn)中抗，其他種質(zhì)正在檢測(cè)中。

表3 大豆新種質(zhì)抗性鑒定

5 結(jié)論與討論

育成的大豆品種親本來(lái)源比較狹窄，由于骨干品種間缺乏遺傳多樣性，這樣就限制了大豆產(chǎn)量水平的提升、降低了大豆對(duì)發(fā)生逆境危害的抵御能力，而輪回選擇對(duì)大豆產(chǎn)量、熟期、油分含量、蛋白含量等性狀改良有效[8-11]，利用ms1輪回選擇群體培育成一批優(yōu)良的大豆品種，例如冀豆19、冀豆20、冀豆21、冀豆22。課題組利用ms1輪回群體建成了適于當(dāng)?shù)氐倪x擇群體[9]。課題組將該群體利用在寧夏大豆育種中經(jīng)多年輪回選擇，運(yùn)用該發(fā)明ms1群體育種的方法創(chuàng)制出11份春大豆中晚熟優(yōu)異新種質(zhì)，其中選育出了13LD222、12LD89等新種質(zhì)（高產(chǎn)品系），其中13LD222參加2018—2019年寧夏春大豆區(qū)域試驗(yàn)，2 a平均產(chǎn)量4 455.60 kg/hm2，較對(duì)照增產(chǎn)9.90%，產(chǎn)量位居試驗(yàn)第一，2019年品質(zhì)分析籽粒粗蛋白含量39.23%，粗脂肪含量21.12%；12LD89參加2020年寧夏春大豆區(qū)域試驗(yàn)，平均產(chǎn)量4 350.00 kg/hm2，較對(duì)照增產(chǎn)6.30%。最終篩選出適合寧夏引黃灌區(qū)以及南北山區(qū)單種和寧夏間套作種植的優(yōu)良品系13LD222和12LD89[12]。寧黃LD8、寧黑1號(hào)等6份品種（系）正在參加寧夏區(qū)域試驗(yàn)，其中寧黃LD8粗脂肪含量達(dá)到24.07%。17LD46等4份品種（系）準(zhǔn)備提升參加下一年的寧夏區(qū)試。

希望今后根據(jù)寧夏不同育種需求目標(biāo)性狀來(lái)構(gòu)建群體，比如利用這些群體可以創(chuàng)制早熟、耐鹽和耐蔭新種質(zhì)，盡可能把有利基因聚合到一個(gè)基因庫(kù)中不斷挖掘大豆資源中有利基因滿(mǎn)足于不同生態(tài)區(qū)的育種需求。能初步解決常規(guī)育種帶來(lái)的難題，對(duì)縮短育種年限，提高育種效率，加快大豆新種質(zhì)、新品種（系）的選育奠定了豐富的種質(zhì)基礎(chǔ)。