特异优异大豆种质资源
多年来,云南农科院豆类研究中心结合科研(育种)需求,对收集保存的大豆种质资源特异优异性状开展了一系列的鉴定和筛选,明晰了一大批特异优异性状种质,并加以利用,取得了丰硕的成果。
(一)云南野生大豆种质资源
野生大豆抗逆性强,特异性状丰富,是大豆资源基因库的重要组成部分,对大豆起源、演化和遗传改良研究具有特殊的重要意义。云南仅收集2份野生大豆种质资源,均来自丽江市宁蒗县海拔2600~2700m区域。
编号:24-1,原产地:丽江宁蒗县拉罗湾,海拔2670m,生育期135~140d,株高107cm,主茎明显,节数20节,分枝有11个,茎粗平均0.3cm,紫花,棕毛,尖卵叶型,种皮黑色,有泥膜,脐色黑色,百粒重1.6g,蛋白质含量40.27%,脂肪含量12.03%。
编号:24-2,原产地:丽江宁蒗县新营盘,海拔2630m,生育期160d,株高120cm,主茎不明显,紫花,棕毛,种皮、脐色为黑色,子叶黄色,有泥膜,百粒重1.4g,蛋白质含量44.26%,脂肪11.95%。
(二)云南地方品种优异种质资源
1. 特异优异农艺性状资源
(1)极小粒种质。极小粒种质指百粒重小于5.0g的大豆种质。云南大豆的极小粒品种,多属于半蔓生生长习性,种皮颜色较深,生育期较长。极小粒种质具有较强的适应性,凡是生长环境不良,大粒种不能适应的地区,小粒种广为分布,尤为耐旱耐瘠。且其蛋白含量通常较高。代表品种见表1-4-13。
表1-4-13 云南极小粒种质代表品种

(2)极大粒种质。极大粒种质指百粒重大于30.0g的大豆种质。极大粒种质是菜用毛豆的首选条件,但云南省地方资源中特大粒种质较少,其代表品种见表1-4-14。
表1-4-14 云南极大粒种质代表品种

(3)多荚多粒种质。多荚多粒是大豆丰产的前提,也是选育高产品种的重要亲本。经多年鉴定筛选,云南地方资源中单株结荚在70个以上,而且单株粒数在150粒以上的品种资源有13份(见表1-4-15)。
表1-4-15 云南大豆品种资源中多荚多粒的种质

续表1-4-15

(4)多分枝种质。大豆分枝特性是大豆重要的产量性状之一。大豆分枝的多少因品种特性而异,但不同的栽培条件对分枝有很大影响,同一品种稀植,水肥充足,分枝就多;而密植,水肥条件差,分枝就少。但在南方地区,大豆要获得较好的产量,分枝数应在3个以上。经多年鉴定筛选,从云南地方资源中筛选出分枝数在6个以上的种质9份,可供利用(见表1-4-16)。
表1-4-16 云南大豆种资源多分枝品种

(5)中长花序种质。大豆花序的长短也是大豆重要的产量性状之一。长花序种质的特点是植株顶端的花序较一般种质长。测量方法是在大豆结荚始期,取20个单株,用直尺测量花序着生点到花序顶端的长度,取平均值。按照花序长短分为3级,即短(花序<3cm);中(花序在3~10cm之间);长(花序>10cm)。按照标准,经多年筛选,在云南大豆地方品种资源中筛选到5份花序长度在5~7cm之间的中长花序种质,未筛到长花序种质。云南大豆地方品种资源中的中长花序种质见表1-4-17
表1-4-17 云南大豆种资源中的中长花序种质

(6)多节种质。大豆茎上有节,节是叶柄在茎上的着生处,也是花荚或分枝在茎上的着生处。因此,节数的多少是一个直接影响籽粒产量高低的形态特征。主茎节数的多少因品种不同而异,但同一品种在不同的气候和栽培条件下,主茎节数变化也较大。云南地方品种主茎节数多在10~15个节之间,经多年筛选,也筛到了部分主茎节数多于15个的优异种质。云南大豆资源中多节种质资源见表1-4-18。
表1-4-18 云南大豆种资源中的多节种质

2. 抗性优异资源
(1)大豆花叶病毒病抗性种质。大豆花叶病毒病是大豆生产中的一个重要病害。鉴定方式有田间自然发病鉴定和人工接种鉴定两种。田间自然发病调查方法采用五级分级标准,根据发病级别调查病情指数,确定其抗病性。“七五”至“八五”期间,共对451份云南大豆资源进行了田间自然发病鉴定,其中有效数据406份。结果显示:0级(免疫)有6份,占参试总数的1.48%;1级(抗)有69份,占17.00%;2级(中抗)321份,占79.06%;3级(中感)有10份,占2.46%。可见,云南大豆地方品种资源对大豆花叶病毒的抗性总体较强,中抗以上的材料,占参试总数的97.54%。其抗性代表品种见表1-4-19。
表1-4-19 云南大豆品种资源中抗大豆花叶病毒病的代表品种

在田间自然发病鉴定基础上,与南京农业大学合作,对12个地方品种材料进行了人工接种鉴定,其对大豆花叶病毒病的抗性均在中抗及以上,其中以云大豆12号作为高抗代表品种。
(2)抗食叶性害虫优异种质。鉴定方法采用田间自然鉴定和温室人工接虫鉴定两种方法同时进行,标准参考盖钧镒等的《大豆抗食叶性害虫育种的鉴定方法与标准》和朱成松等的《大豆对食叶性害虫抗性的自然试验中的相关调查标准》。虫情分级采用目测抗虫指数调查法,计算平均抗虫指数和综合抗虫指数分5个级别。通过鉴定,以滇豆6 号和滇豆7号为代表的3个品种对鳞翅目害虫抗性为抗(R);而以滇豆4号和滇豆5号为代表的6个品种对鳞翅目害虫抗性为中抗( MR)。
(3)抗蚜虫优异种质。鉴定方法按国家统一规定,以田间自然感虫采用目测法,按六级分级标准调查每植株蚜害危害程度。抗性评价标准分为:免疫、高抗、抗、中抗、感、高感。经过2~3年的鉴定,共鉴评出抗蚜品种资源68份。其中,18份综合性状优良。云南大豆资源中的抗大豆蚜虫代表性种质见表1-4-20。
表1-4-20 云南大豆资源中的抗大豆蚜虫代表性种质

(4)耐阴性优异种质。为了充分利用南方地区的温、光、土等资源,云南大豆种植多与玉米、甘蔗、马铃薯等作物间作套种,然而大豆是喜温喜光作物,与其他作物间作套种,尤其与高秆作物(玉米、甘蔗)间套种时,荫蔽胁迫致使大豆植株旺长、倒伏严重、产量低下。因此,在南方地区筛选耐阴种质是非常必要的。耐阴种质鉴定的方式采用田间与玉米间套作或者利用遮阴80%以上的遮阳网进行鉴定,经过多年的鉴定。从200多份云南省自育及外引的种质中筛选出了耐阴性强的大豆品种5个,即E1485、E1808、E1809、E1821、E1840;中等耐阴种质17份,以E1488、E1597、E1828等为代表。强耐阴品种的主要特征表现为:株高65.46cm±10.97cm,主茎节数11.97节±1.37节、有效分枝数2.10枝±0.79枝、每荚粒数2.25粒±0.18粒,单株荚数23.74荚±4.45荚、单株粒数54.40粒±12.65粒、单株产量11.66g±1.80g。
(5)抗倒伏性优异种质。抗倒伏性是大豆重要的农艺性状。抗倒性鉴定在田间进行,根据大豆成熟后期植株倒伏程度分四级。1级:不倒伏,植株绝大部分直立;2级:轻度倒伏,植株倾斜不超过15°;3级:重度倒伏,大部分植株倾斜,但倾斜不超过45°;4级:严重倒伏,植株倒伏超过45°。通过2~3年的连续田间鉴定,筛选出了31份抗倒性较强的大豆种质。云南大豆资源中抗倒伏性强的优异种质见表1-4-21。(https://www.daowen.com)
表1-4-21 云南大豆品种资源抗倒伏品种

(6)抗旱性。大豆为旱地作物,抗旱性一直是大豆研究的重点抗逆性之一。抗旱性的鉴定及评价方法采用在大棚内人工控制水分的方法进行鉴定,试验分处理和对照,每份材料种1行,行长2.0m,2次重复。对照在田间自然状况下正常生长,干旱处理播种时浇水1次,以保苗全,出苗后至成熟不浇水。采用抗旱系数法对大豆的抗旱性进行评价,初步鉴定出以E0147、E0113、E1486、E1598等为代表的抗旱性较好的36份大豆种质。
3. 优异品质资源
(1)高蛋白种质。全国大豆从北向南大豆蛋白质含量逐渐增加,而脂肪含量逐渐降低。因此南方是全国大豆高蛋白品种种植区域。云南省大豆种质的蛋白质比四川和贵州的低2个百分点左右,而与广东和广西的蛋白质含量相当。从现有云南地方资源中筛选出粗蛋白质含量超过45%(包括45%)的大豆种质66份,代表品种为E0003、E0005、E0156、E0183、E0908等;粗蛋白质含量超过49%的有9份种质。其代表性品种见表1-4-22。
表1-4-22 云南大豆品种资源中的高蛋白质代表性品种

(2)高脂肪种质。云南大豆种质资源的平均脂肪含量为17.41%,在南方地区大豆粗脂肪含量达到或超过20.0%的种质极少,在已作品质鉴定的547份地方种质中仅有6份,粗脂肪含量超过20.0%。详见表1-4-23。
(3)双高种质。按国家标准,粗蛋白质含量和粗脂肪含量总和超过65%的种质即为双高种质。在已作品质鉴定的547份地方种质中仅有6份达到国家双高种质标准。云南大豆种质资源中的优异品质种质见表1-4-23。
表1-4-23 云南大豆种质资源中的优异品质种质

(三)外引品种优异资源
从20世纪80年代中期开始,云南省农业科学院粮食作物研究所按照边收集、边评价筛选、边应用的原则,先后在昆明试验点,对引自东北、黄淮、长江中下游三大产区24个省区市的777份外省大豆品种资源,引自美国、日本、巴西、泰国等8国的497份资源,开展了评价筛选试验,筛选出了一大批适宜云南种植,优异性状突出的种质在云南利用。
1. 总体概况
东北地区大豆品种全生育期89~122d,多数为100~118d,株高13.1~69cm,多数为30~40cm,单株结荚12.6~80个,一般是20~30个荚。引至昆明种植后,多数生育期变短,提早16~25d成熟;植株变矮,株高降低30~40cm,单株结荚减少。但该区品种秆硬抗倒,株型紧凑,熟期早,籽粒商品性好,在云南省立体多熟,间、套、复种中,发挥其早熟、抗倒、耐阴和适宜密植的优势,具有一定的发展潜力。例如:吉育系列、铁丰系列、开育系列群选1号等都有一定的生产面积。
黄准地区的春大豆和夏大豆在昆明试验全生育期与东北的春大豆相近,营养生长和生殖生长更协调,株高50~60cm,单株结荚40~50个,冀豆系列、鲁豆系列、晋豆系列品种都表现较好。
长江流域各省属于无霜期长,栽培耕作制度复杂,各种播种期类型均有,该区的春大豆中、晚熟和夏大豆的早熟品种较适合昆明种植。
美国品种(系)属于春大豆类型,在昆明种植熟期100~120d,叶片大小适中,株型紧凑,抗病毒、抗倒伏,籽粒中等。例如:阿姆索、何德松、中品661、威廉姆斯等。尤其是威廉姆斯、中品661,特别适合云南省间、套、复种,经引种鉴定,生产示范,在全省区域从南到北表现出较好的适应性、丰产性和稳产性,是目前云南省从国外引进推广面积较大的品种。
日本品种,籽粒中等偏小,抗病抗虫性较差。但个别品种籽粒特大,如丹波黑大豆,百粒重高达70g。利用较多是十胜长叶,该品种非常抗倒,披针叶形,株型较好,只是棕毛而且毛色较重,深色种脐。
泰国大豆品种,多数是大粒型的,荚宽荚大,百粒重高,单株结荚少,叶片大,茎秆短粗,病害较重。
巴西、英国、韩国的品种,引进数量较少,尚未鉴评出适合昆明种植的品种。
2. 外引品种优异性状资源
(1)特早熟品种资源。经多年引种鉴定,云南外引大豆品种资源中的特早熟资源见表1-4-24。
表1-4-24 云南外引大豆品种资源中的特早熟资源

(2)大粒、特大粒资源。云南外引大豆品种资源中的大粒、特大粒资源见表1-4-25。
表1-4-25 云南外引大豆品种资源中的大粒、特大粒资源

(3)抗倒伏性品种资源。云南外引大豆品种资源中,抗倒伏性较强的品种较多,共有140份之多。具有代表性的资源见表1-4-26。
表1-4-26 云南外引大豆品种资源中的抗倒伏性代表品种

(4)抗大豆花叶病毒病品种资源。国外品种和外省品种大多较抗花叶病毒病,在昆明田间自然鉴定免疫和高抗种质有83份。部分代表品种见表1-4-27。
表1-4-27 云南外引大豆品资源中的抗花叶病毒病代表品种

(5)具有特殊次生代谢产物的优异种质。大豆籽粒中含有胰蛋白酶抑制剂、脂肪氧化酶等不利于人类食用和影响食品品质的成分,使其营养价值和食品加工风味受到一定的限制。脂肪氧化酶是引起豆腥味的因子,大豆胰蛋白酶抑制剂是抑制蛋白消化的因子,生食大豆引起单胃动物的胰脏肿大,显著抑制动物生长。异黄酮是大豆生产过程中形成的一类次生代谢产物,由12种化合物组成,9种葡萄糖甙和3种相应的配糖体。过去认为大豆异黄酮是一种抗营养因子,而最近美国科学家研究结果证明大豆异黄酮具有抑制癌症作用及许多其他重要生理活性,如雌激素、抗病原菌、抗氧化、抗溶血、降低胆固醇、调节人体代谢、提高免疫力,以及抗病虫害等保护功能。因此,选育低缺胰蛋白酶抑制剂、低缺脂肪氧化酶,以及双低缺,而高异黄酮含量的大豆新品种,是大豆品质育种的重要方向。云南外引大豆品种资源中,具有特殊次生代谢产物的优异种质资源见表1-4-28。
表1-4-28 云南外引大豆资源具有特殊次生代谢产物的优异种质
