国外大豆育种研究停顿与趋势

1、123（一）美国大豆育种与品种推广体系%4大豆区域试验： 初级区域试验（Preliminary Test），统一区试（Uniform Test）初级区试：邻近的2-3个州协作举办统一区试：分南、北两大片，南片由密西西比州主持，北片由印第安那州主持。区试按成熟期组（MG）编排供试品种，每区约25-30个试验点，试验品种一般为25个，试验三年。公立机构的品种由所在大学的品种审核委员会审核，通过后在作物协会登记。私立公司有其自己的区试网络，品种发放亦自行决定。 大豆品种商业化试验（Commercial soybean test）：每州若干区（每区2-3个点），私立、公立品种，结果（产量、熟期、抗性、

2、倒伏性、降雨量等）公布，为农民选择品种提供依据。一、主产国大豆育种与品种推广体系（一）美国大豆育种与品种推广体系%5（二）巴西大豆育种与品种推广体系70年代以前全是美国引进的品种，80年代以后巴西品种逐渐取代了美国品种。公立品种占60%，私立品种占40%。公立品种需经区域试验，品种审定须经Embrapa 的专家委员会认可，方可发放推广。审定标准一般品种增产3-4%以上，特殊性状品种可降为1-2%。区试程序：预备试验（Preliminary Test 1），3地点，无重复；预备试验（Preliminary Test 2），3地点，3重复；预备试验（Preliminary Test 3），10地点

3、，3重复；区域试验（Final Evaluation）,2年，28地点，3重复。%一、主产国大豆育种与品种推广体系6%一、主产国大豆育种与品种推广体系7%一、主产国大豆育种与品种推广体系8（五）国外常规大豆育种的主要程序配制杂交组合（数百至上千，温室或田间） F1 （温室、田间、南繁）单粒传（南繁、当地）F2,F3选单株F4F5选株行初级测产（2-3地点，无重复）F6高级测产（2-3地点，3-4重复）F7F8区域试验(1-3年)%一、主产国大豆育种与品种推广体系9孟山都大豆育种阶段：发现期（2-4年）：基因和性状鉴定，5%入选育种一期（1-2年）：基因优化和转化，1/4入选育种二期（1-2年）

4、：生物信息技术预评和大规模转化，几十份材料，1/2入选育种三期（1-2年）：高代培育，田间试验，5份材料，3/4入选育种四期（1-3年）：目标性状，良种繁育，市场预测，1份材料，90%概率入选品种上市期：适宜区推广（六）国外大豆生物技术育种的主要程序%一、主产国大豆育种与品种推广体系10%一、主产国大豆育种与品种推广体系11（一）产量的遗传改进%Orf认为，亲本选配是至关重要的，亲缘关系较远的亲本杂交易选出较好品种。在公立研究机构，特别重视外来种质的利用。随着小区机械化程度的不断提高，早期世代测产日益受到关注。12二、国外大豆遗传育种研究主要进展%13%（二）重要品质性状的遗传改良143.油脂

5、组分美国已有低亚麻酸（1%）、低棕榈酸（3.5%）、高油酸（80%）品种商业化种植（Fehr）。目前已发现有三个等位基因（fan1,fan2,fan3）控制低亚麻酸含量。随着多聚不饱和脂肪酸（PUFAs）营养和药用价值的开发，提高PUFAs 含量的育种愈加受重视。Eckert通过转基因方法已育成- 亚麻酸（GLA）含量达30%以上的品系（420-5）。维生素E（tocopherol）是大豆油中一种天然的抗氧化剂和重要的营养物质，其中- tocopherol 活性相对较高。Kitamura 已鉴定出- tocopherol 含量较高的种质，较常规品种高出数倍。二、国外大豆遗传育种研究主要进展%（

6、二）重要品质性状的遗传改良154.其它特殊品质性状大豆异黄酮（isoflavone）有三种类型，即黄豆苷原（Daidzein）、染料木酮(Genistein)、金雀异黄酮(Glycitin)。大豆不同品种间异黄酮含量存在差异，且种胚中的含量远高于种子或子叶。Dayde研究表明，异黄酮含量及其组分的遗传力较高，应属几个主基因控制。皂苷（saponin）也是一种有益健康的物质。Tsukamoto 对日本1000余份大豆分析表明，有10种皂苷类型，在5个基因位点上，有11个等位基因。二、国外大豆遗传育种研究主要进展%（二）重要品质性状的遗传改良16（三）主要病虫害的抗性育种1.大豆锈病大豆锈病是近年

7、来南美及非洲威胁最大的病害之一。该病于1996年首次在非洲发现，2000年在南美洲首次报道。这一美洲新的大豆病害已引起了巴西、阿根廷等国的高度重视，纷纷开展抗源筛选与抗性遗传研究。美国对该病害高度警觉，已组织有关专家对美国的大豆种质进行全面的抗锈病鉴定与筛选。巴西已鉴定出4个抗锈基因（Rpp1- Rpp4），但最近发现的新的生理小种，在现有商业品种中还未找到抗源。巴西育种家认为，选育水平抗性的品种更具实际意义。泰国已发现8个生理小种，已鉴定出抗所有8个小种的品系（CM60-10Kr-71），并进行了分子标记研究，已发现2个标记（Satt12, Satt472）与抗锈性有关。印度（Basavar

8、aja）通过物理、化学诱变方法获得了3个抗锈品系。国际热带作物研究所（IITA）从212份材料中筛选出TGX1835-10E等4个中抗品种。二、国外大豆遗传育种研究主要进展%172.大豆蚜虫大豆蚜是北美新发生的一种害虫，2000年在美国中西部九个州发现，2001年已扩展到东部、西部各州及加拿大。这一新害虫已引起美国高度重视，2001年派遣二支考察队分赴中国东北和日本，试图寻找天敌以采用生物防治来控制。伊利诺大学对3000份大豆种质和野生大豆进行了鉴定，发现30份材料具有抗蚜性或推测具有抗蚜性。Hill 研究表明，Dowling,Jackson,PI200538 表现出较强的抗生性（antibi

9、osis），而PI71506表现出较强的排趋性（antixenosis）。有6个野生大豆具有抗蚜性，其中三个表现出抗生性。Michigan State对抗蚜性的遗传研究已经展开，包括抗源的遗传关系、抗性基因分子标记及抗性种质的培育等。二、国外大豆遗传育种研究主要进展%（三）主要病虫害的抗性育种183.大豆孢囊线虫病大豆孢囊线虫（SCN）是美国大豆的重要病害，1992年在巴西发现了SCN，此后迅速传播。在巴西已鉴定出1、2、3、4、4+、5、6、9、10、14等小种，3号小种为优势小种。Hartwig曾被认为是抗所有小种的品种，但它感最近发现的4+小种。大豆孢囊线虫的抗性涉及3-4个主基因及微效

10、基因。一些重要基因的QTL已定位（rhg1,rhg2,rhg3,Rhg4在Peking中，Rhg5在PI88788中），常用的标记包括Satt309, Satt162, Satt632。几乎所有美国抗孢囊线虫品种均来自于Peking和PI88788所携带的抗性主基因。现已发现新的抗源携带新的抗性基因，PI438489B、PI89772、PI468916（野生豆）抗几个孢囊线虫群体。二、国外大豆遗传育种研究主要进展%（三）主要病虫害的抗性育种194.大豆花叶病毒病大豆花叶病毒病（SMV）是世界性病害，美国对抗性基因和抗源进行了系统深入的研究。目前发现的抗性基因位于三个独立位点，均为显性单基因。S

11、MV被分成7个株系群（G1-G7）。Rsv1位点抗G1-G6；Rsv3位点抗G5-G7，但感G1-G4；Rsv4位点抗所有7个株系群。Columbia 和PI486355自然携带多个抗性基因，抗所有7个株系群。三个基因均已定位于大豆基因组中，可通过特殊标记检测。二、国外大豆遗传育种研究主要进展%（三）主要病虫害的抗性育种205.大豆叶食性害虫叶食性害虫是影响美国大豆产量和品质的主要害虫之一。从来自于日本的种质中发现了墨西哥瓢虫的抗源（PI171451, PI227687, PI229358），这种抗性包括排趋性和抗生性。遗憾的是这种抗性基因与不良性状基因连锁，尽管美国已发放了三个抗虫品种，但其

12、产量不如非抗性品种。Boerma认为，利用大豆固有的抗性基因与Bt转基因结合或许是大豆抗虫育种的一种有效策略。二、国外大豆遗传育种研究主要进展%（三）主要病虫害的抗性育种21（四）耐非生物逆境胁迫遗传育种干旱胁迫是影响大豆产量最重要的因素之一, Carter通过对300份大豆种质的鉴定筛选，发现PI416937 在干旱胁迫时萎蔫程度远低于其它品种，能够保持较高的叶片含水量，并能有效利用土壤中的水分。PI471938和H2L16也具有良好的抗旱性，这些种质已被用来作亲本，与当地优良品种杂交，以便将抗旱特性转移至新的育种品系中。Mian发现有6个RFLP标记与水分利用率（WUE）有关。由于巴西特殊

13、的土壤条件，他们对耐酸性土壤铝离子毒性育种极为重视，育成一批耐性品种。此外，各国结合本地特点，还开展了耐盐碱、耐缺铁性黄化、抗乍荚性、耐湿性、耐热性、耐低温、耐种子贮藏性、抗种子机械损伤等特性的育种研究，并获得一定成效。二、国外大豆遗传育种研究主要进展%22（五）广适性品种选育大豆属典型的短日照作物，一般每个品种的适应范围为1-1.5纬度，但品种间的感光性存在着较大差异。Hartwig在PI159925中发现了 “长青春期”(Long Juvenility)特性。Hinson研究表明，“长青春期”特性受一对隐性基因（j）控制。已发现有五对基因（E1-E5）控制大豆的成熟期。巴西通过大量筛选，获

14、得了“Doko”和“Cristalina”两个光周期不敏感品种，利用这两个品种的“长青春期”特性对传统品种进行改良，使传统品种的营养生长期延长二周左右，从而使整个生育期延长到130天左右。由于广适应性品种的育成，对巴西的大豆生产起到了巨大的促进作用。与适应性有关的育种在新兴大豆国如阿根廷、印度及非洲等也受到同等重视，印度已将巴西品种中的“长青春期”特性转育到本国品种中。二、国外大豆遗传育种研究主要进展%23（一）转基因大豆占居主导地位%24育种四期：MaveraI（蛋白提高5%，产量接近常规豆）、高-伴蛋白大豆育种三期：高油大豆（22%，提高1.55百分点）、VistiveII 低亚麻酸大豆(3%以下) + 中高油酸（45%）+低饱和脂肪酸（5%）+无反式脂肪酸、高Omega-3 大豆育种二期：抗麦草畏除草剂大豆、抗虫+抗除草剂大豆、超高产大豆（6-10%）、MaveraII高附加值大豆（蛋白提高5%，产量高于常规豆）、VistiveIII低亚麻酸大豆(3%以下) + 高油酸（7