云南大豆种质资源基本性状评价、鉴定、编目研究
结合云南大豆品种资源的收集和资源编目,1986年以来,先后对所搜集到的云南大豆品种资源开展了田间评价、鉴定、整理和编目。田间评价、鉴定通常进行2~3年,第一年以植株形态性状为重点,第2~3年以农艺性状为重点。同时,充分利用有利条件对病虫害、抗逆性等抗性进行自然鉴定。整理主要通过对原始样本记录、标本、种子形态的汇总分析和田间观察,特性鉴定,更正错误,理清“异名同种”或“同种异名”,归并重复品种。编目主要按照中国农科院品资所规定要求,如:总编号、品种名称、原产地或来源、保存单位编号、类型、生育期、粒色、子叶色、脐色、百粒重、粒型、生长习性、结荚习性、茸毛色、花色、株高、叶形、脂肪含量、蛋白质含量等,汇总相关信息进行编目。目前,已有662份云南地方品种资源编入国家大豆品种资源目录(续编一、二、三);18份地方品种资源编入国家大豆品种志。同时,结合评价、鉴定开展了相关的综合研究。
(一) 生态类型的多样性
根据盖钧镒对全国大豆生态类型的划分,云南应属于西南高原二熟制春夏作大豆品种生态区及华南热带多熟制四季大豆品种生态区。云南省一年四季均可播种大豆,既有春大豆、夏大豆,有秋大豆和冬大豆。以夏大豆面积最大,约占全省大豆播种面积的70%。
夏大豆:主要分布在滇东北、滇西北和滇南,海拔1600~2300m之间的地区。通常与玉米、果树、马铃薯等作物间种、套种。播种面积约是全省大豆面积的70%,产量约是全省的90%。一般是5月中旬至6月上旬播种,10月中旬收获,生育期110~130d,一年两熟制。
秋大豆:分布在海拔1200~1300m的亚热带地区,多在红河、文山、普洱、临沧、西双版纳等地。秋大豆是在早稻、早玉米收获后,烤烟底叶采摘后的7月初至8月中旬播种,11月(霜期前)收获。
冬大豆:主要分布在海拔1200m以下的西双版纳、德宏、临沧、保山、思茅、红河、文山等地的低热河谷地区。冬大豆的前作多数是水稻。播种期在11月底至12月中旬,翌年5月初收获,生育期较长。
春大豆:主要是在倒茬、轮作间隙零星种植,分布在南部边缘低热地区。一般是2月初播种,7月初收获。有收干豆的,也有收青毛豆的。西双版纳、思茅、红河、文山等地都有种植。但春大豆的种植面积较小。
(二)植物学特性的多样性
云南省农业科学院粮食作物研究所按照国家统一的试验方法和鉴定标准,对编入《中国大豆品种资源目录》的云南地方品种资源进行了系统的鉴定及评价。鉴定地点设在云南省农业科学院试验基地,海拔1929m,102°45′45.8″E,25°07′31.7″N,年平均气温12.6℃,年降水量1100mm左右。鉴定时间为每年的5月中下旬至10月中下旬。完成的主要农艺性状鉴定评价及各性状多样性指数结果如下:
1. 生育期
大豆全生育日数是指从大豆播种至成熟所占的生育日数。根据对入编《中国大豆品种资源目录》(续编一、续编二)的582份云南大豆品种资源全生育日数的观测,其全生育日数变异范围在100~190d,平均全生育期日数133d,标准差15.8,变异系数为 11.9%。全生育日数≤120d的有139份,占总数的23.9%,在南方夏大豆种植中属于早熟品种;全生育日数在121~130d的品种有108份,占总数的18.6%,在南方夏大豆种植中属于中熟品种;全生育日数在131~140d的品种有224份,占总数的38.5%,在南方夏大豆种植中属于晚熟品种;全生育日数≥141d的品种为极晚熟品种有111份,占总数的19.1%。中晚熟品种占总数的57.1%,可见云南大豆地方品种资源在南方夏大豆种植中多为中晚熟品种,这是云南大豆地方品种资源的一大特色,其平均生育日数比东北、河北、黄淮等主产区长。
2. 株高
大豆株高是指成熟时从子叶节到植株生长点的高度。根据对572份记载完整的云南省大豆资源株高的数据分析:其株高变异幅度在12.8~176cm之间,平均株高75.2cm,标准差22.4,变异系数29.8%。株高50cm以下的资源有4份,占总数的0.7%;100cm以上的有9份,占总数的1.6%;其余绝大多数大豆资源的株高集中在50~100cm之间。比东北大豆平均株高矮。
3. 花色和茸毛色
大豆的花色有紫花和白花两种,云南大豆品种资源中紫花占74.4%。茸毛色有棕毛和灰毛两种,云南大豆品种资源中棕色茸毛占81.4%。因此,云南大豆地方资源以紫花、棕毛为主,与东北大豆品种资源白花占61.0%,灰毛占71.5%有较大区别。
4. 结荚习性和生长习性
大豆的结荚习性有有限、无限和亚有限3种。生长习性有直立、半直立、半蔓生和蔓生等4种。云南大豆以直立型和有限结荚习性为主,分别占88.8%和72.8%。长江中下游地区与云南近似,直立型和有限结荚习性各占74.8%和78.7%;东北地区以直立型和无限结荚习性为主;黄淮地区半蔓生和蔓生占53.4%,略多于直立型。
5. 籽粒性状
籽粒性状包括大豆种子的子叶色、种皮色、脐色和粒型4个性状。
子叶色:大豆子叶有黄、绿两种类型。云南582份地方品种资源的子叶色全为黄色。
种皮色:大豆种皮有黄(浓黄、黄、淡黄、白黄、暗黄)、青(淡绿、绿、暗绿)、黑(黑、乌黑)、褐(深褐、淡褐、茶、紫红)、双色(虎斑、鞍挂)等。原来的分类很细,但后来为了记录规范和方便,将大豆种皮颜总体上概括为黄、青、黑、褐和双色5种颜色。582份云南大豆地方品种资源中,黄色种皮品种资源有285份,占总数48.97%;青色种皮资源有108份,占总数18.56%;褐色种皮资源有103份,占总数17.70%;黑色种皮资源有69份,占总数11.86%;双色种皮资源有17份,占总数2.92%。云南大豆地方品种资源种皮颜色多样性十分丰富。总体上云南大豆地方品种资源黄色种皮和深色种皮各占半数;东北地区的大豆以黄色种皮为主,占总数的72.6%;黄淮地区大豆黄色种皮占42.3%,黑色种皮高于其他主产区,占32.9%;长江流域地区大豆绿色种皮的比例高于全国各产区。
脐色:大豆种脐色有黄(无)、淡褐、褐、深褐、蓝、黑6种类型。云南大豆地方品种资源中种脐色除了没有蓝色的种脐外,其余均有。其中,黑色种脐资源有224份,占总数的38.5%;褐色种脐资源有288份,占总数的49.5%;深褐色种脐资源有59份,占总数的10.1%;淡褐色种脐资源有10份,占总数的1.7%;黄色种脐资源有1份。云南大豆地方品种资源种脐色以黑色和褐色为主,占总数的88.0%。
粒型:大豆的粒型有圆、扁圆、椭圆、扁椭(圆)、长椭(圆)、肾形等类型。582份云南大豆地方品种资源中,粒型为扁椭(圆)的有309份,占总数的53.09%;椭圆的有228份,占总数的39.18%;长椭(圆)的有26份,占总数的4.48%;扁圆的有11份,占总数的1.89%;圆形的有8份,占总数的1.38%。云南大豆地方品种资源粒型以椭圆和扁椭(圆)为主,占总数的92.27%;东北大豆粒型圆形占48.70%;长江中下游地区主要是椭圆形,占74.40%。
6. 百粒重
百粒重是大豆分组的重要性状。按照邱丽娟等关于大豆种质资源描述规范和数据标准,百粒重<5.0g的为极小粒种;5.0g≤百粒重<12.0g为小粒种;12.0g≤百粒重<20.0g为中粒种;20.0g≤百粒重<30.0g为大粒种;百粒重≥30.0g的为特大粒种。582份云南大豆地方品种资源百粒重的变异幅度在4.1~31.5g之间,平均百粒重15.6g,标准差4.9,变异系数31.4%。其中,极小粒种12份,占总数的2.1%;小粒种116份,占总数的19.9%;中粒种311份,占总数的53.4%;大粒种115份,占总数的19.8%;特大粒种有2份。以中小粒种居多,占总数的73.3%。而东北和长江流域产区,则以中大粒种为主,分别占各自总数的85.2%和66.9%。
7. 品质性状
547份云南大豆地方资源的蛋白质和脂肪含量测定,由中国农科院品质所指定吉林省农科院大豆所完成。主要结果如下:
(1)蛋白质含量。云南547份大豆地方资源的蛋白质含量变异范围在39.3%~50.8%,平均44.36%,变异系数为4.60%。蛋白质含量在42.0%~45.9%之间的资源有368份,占总数的67.28%,其中蛋白质含量在42.0%~42.9%之间的资源有76份,占总数的13.89%,蛋白质含量在43.0%~43.9%之间的资源有99份,占总数的18.1%,蛋白质含量在44.0%~44.9%的资源有123份,占总数的22.49%,蛋白质含量在45.0%~45.9%之间的资源有70份,占总数的12.8%;蛋白质含量在46.0%~46.9%的资源有60份,占总数的11%;蛋白质含量在47%及以上的资源有60份,占总数的11%(见图1-4-1)。(https://www.daowen.com)

图1-4-1 547份云南大豆种质的蛋白质含量分布
可见,云南大豆地方品种资源的蛋白质含量主要集中在42.0%~45.9%之间的区域。虽然平均蛋白质含量(44.36%)低于四川(46.52%)和贵州(46.17%),而与广西(44.99%)和广东(44.36%)相接近,但蛋白质含量≥43%(国标1级)的品种资源达412份,占总数的75.32%。其中,蛋白质含量≥45%(国标特级)的品种资源达190份,占总数的34.74%。总体看,高蛋白质优异资源丰富是云南大豆地方品种资源的一大特色。
(2)脂肪含量。云南547份大豆地方资源脂肪含量变异范围在13.3%~20.5%,平均17.41%,变异系数为7.24%。脂肪含量在16.0%~18.9%之间的资源有420份,占总数的76.78%,其中脂肪含量在16.0%~16.9%之间的资源有109份,占总数的19.93%,脂肪含量在17.0%~17.9%之间的资源有170份,占总数的31.08%,脂肪含量在18.0%~18.9%的资源有141份,占总数的25.78%;脂肪含量在19.0%~19.9%之间的资源有46份,占总数的8.41%;脂肪含量在20.0%及以上的资源有6份,占总数的1.1%(见图1-4-2)。

图1-4-2 547份云南大豆种质的脂肪含量分布
可见,云南大豆地方品种资源的脂肪含量主要集中在16.0%~18.9%之间的区域,脂肪含量≥20%的品种资源仅有6份。云南大豆地方品种资源脂肪含量总体偏低,达到国标1级(20.5%~21.9%)的品种资源仅5份。
(3)云南各地大豆种质资源蛋白质和脂肪分布。云南15个州(市)大豆地方品种资源蛋白质和脂肪含量的分布情况见表1-4-10。
表1-4-10 云南各地大豆种质资源蛋白质和脂肪含量分布表

可见,各地大豆地方品种资源中平均蛋白质含量在45.0%以上的地区主要是文山州和临沧市,而德宏州、曲靖市和丽江市平均蛋白质含量较低;蛋白质含量变异系数以丽江(5.41%)和临沧(5.22%)的较大。平均脂肪含量较高的地区为曲靖和昆明,迪庆最低;脂肪含量变异系数以楚雄(8.74%)、丽江(8.58%)和怒江(8.40%)的较大。各地都有部分高蛋白优异资源。
8. 遗传多样性指数
利用遗传多样性指数(genetic diversity index)计算公式:
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计算以上大豆种质资源各主要性状的遗传多样性指数。其中Pij为第i个性状第j个表现型的频率,N为计算过程中所涉及的性状总数。见表1-4-11。
表1-4-11 云南省大豆地方资源的12个主要性状的遗传多样性指数表

可见,12个主要性状的多样性以株高(2.1629)、蛋白质含量(2.0832)、百粒重(2.0787)、脂肪含量(2.0386)4个数量性状的多样性指数较大,生长习性(0.3622)、茸毛色(0.5412)和花色(0.7151)等性状的多样性指数较小。
(三)地理分布的多样性
来自15个州(市)87个县(市、区)的582份云南省大豆地方种质资源在地区间的分布和多样性指数见表1-4-12。
表1-4-12 云南省大豆地方种质资源的地区多样性指数表

续表1-4-12

可知,在数量上的地区分布依次是昭通>思茅 >曲靖 >德宏 >大理 >红河 >临沧 >丽江 >昆明>文山 >保山=楚雄 >玉溪 >怒江 >迪庆。即以滇东北、滇西南、滇西北居多。多样性最丰富的州市是滇西南的临沧、思茅,滇西的大理和滇南的红河,多样性指数范围在1.2631~1.3302之间;其次是昭通、丽江、德宏、保山、曲靖、楚雄和玉溪,多样性指数范围在1.1165~1.1809之间;而怒江、昆明、文山多样性相对较低,多样性指数范围在1.0415~1.0644之间。迪庆地区样本数太少,不纳入比较。
云南省大豆地方种质资源的县域多样性差异也十分明显,多样性指数范围在0.0000~1.2884之间。29个县的多样性指数为0.7~0.9;18个县的多样性指数为0.5~0.7;10个县的多样性指数为0.3~0.5;21个县的多样性指数为0~0.3。多样性指数在0.9以上的有9个县(区),即镇康、古城、新平、昭阳、大关、镇雄、墨江、麒麟、盈江。而通海、个旧和丘北等县市的多样性指数最低。
由以上分析结果可知,云南大豆地方种质资源的多样性不仅在州市间及县市区间存在较大差异,而且性状间的多样性差异也十分明显,表明云南省大豆地方种质资源的变异较大,遗传差异较为丰富。