大豆光钝感种质创新与光周期育种途径的研究汇报人栾晓燕

大豆光钝感种质创新与光周期育种途径的研究汇报人：栾晓燕黑龙江省农科院大豆研究所摘要通过选育光钝感品种来扩大品种种植区域。按着杜维广（1997）年选育广适应性种质程序和方法的设想，通过改进选育光钝感、具有良好综合农艺性状新种质NPSL-1和NPSL-2佐证了该设想的可靠性，并依据本试验结果提出大豆光周期育种途径。关键词：大豆、光钝感、种质、育种途径前言世界大豆种植领域在不断扩大：1.通过中日性、耐低温、极早熟品种的选育，使大豆生产向高纬度、高海拔、高寒地区推广；2.通过选育短光性强、适应高温条件的极晚熟品种，使大豆栽培向低纬度和亚热带地区延伸。美国：中日性早熟品种的育成和推广，使大豆逐渐北移，成熟期由“0”增加到“00”及“000”熟期。中国：中日性超早熟品种东农36的育成，使黑龙江省大豆种植区域向北推移100公里。黑龙江省农科院大豆所“八五”国家大豆育种攻关项目“大豆广适应性种质创新”研究，1.光周期对春夏大豆品种生育阶段的影响2.光周期对大豆品种生育进程及农艺性状的影响3.光周期对大豆杂交后群体变异的影响及广适应性种质选育的研究4.育成了哈91-7116、哈92-4465、哈94-4478广适应性种质。5.通过选育光温钝感的品种（系）来扩大品种的适应性。本研究宗旨：1.育成广适应性大豆新种质，并对其新种质进行评价和育种途径的探讨；2.对供试品种的光周期反应进一步研究，为大豆光周期育种提供理论和实践依据。1.材料与方法1．1试验材料A．2001年扁茎7个组合6代以上材料：50个系统，10020单。B．2002年初于海南岛初步筛选的光钝感材料，（扁茎后代6个组合，280株）2002-2003年供继续选育广适应性新种质的材料。C．2003年对供试品种黑河5、黑农33、黑农40、黑农41、黑农43、晋豆23、兴县灰布支黑豆进行光周期鉴定。1．2试验方法1．2．1供试品种光周期反应将供试品种播于盆内，每品种种3盆，每盆3株，在第1片复叶展平时用遮光箱进行8小时光照处理2盆，连续15天；另1盆为自然光照作为对照。单株调查记载出苗（Ve）、始花期（R1）、成熟期（R8），并于成熟期调查植株农艺性状。1.2.2海南岛光钝感材料的选择方法对于扁茎高世代光钝感材料的选择，参考杜维广（1997）方法，主要根据开花时间、株高、主茎节数、营养生长量，并重点增加复叶≥10片，无对生复叶；复叶≥13，无对生复叶作为光钝感指标。并将复叶≤6片，有对生复叶作为光敏感指标进行选择1．2．3光钝感新种质评价对2002年初在海南岛初步筛选的材料，于2002—2003年，在黑龙江省农科院大豆所（哈尔滨）进行光钝感评价，育成光钝感新种质。将这些材料种于光钝筛选池内，按组合各单株顺序种植，进行光周期鉴定；入选的材料于2003年种植盆内，光钝感检测按杜维广（1997）标准：在黑龙江省Ve—R1的天数处理比对照（当地自然光照）的差值百分数小于10%，产量与对照相当。2．结果与分析2．1不同基因型大豆光周期反应两年的试验结果(表1):A.对光周期反应相对不敏感的品种:黑河5号、黑农33和黑农43;B.相对比较敏感的品种:黑农40和黑农41;C.敏感的品种:晋豆23和兴县灰布支黑豆。表1不同基因型大豆的光周期反应品种Variety20022003平均20022003平均黑河5Heihe503.61.8±1.84.85.15.0±0.1黑农33Heinong337.56.57.0±0.54.23.63.9±0.3黑农40Heinong4011.411.111.3±0.21510.212.6±2.4黑农41Heinong4112.815.614.2±1.411.39.310.3±1.0黑农43Heinong435.16.96.0±0.94.36.65.5±1.1晋豆23Jindou2348.350.649.5±1.1———兴县灰布支黑豆Xingxianhuibuzhi光周期差值百分比（pd）（T－CK）/CK出苗—开花（Ve—R1）出苗—成熟（Ve—R8）——56.845.251.0±5.8—表2不同基因型大豆光周期处理后农艺性状的表现品种(系)株高(cm)主茎节数单株荚数分枝数单株重(g)单株粒重(g)百粒重(g)varityPlantheightNodesstemPotsplantBranchWeightplantSeedsweightplant100seedweight黑河5Heihe5CK6314422.8291621黑农33Heinong33CK8316433311518黑农40Heinong40CK11520742713423黑农41Heinong41CK9020671411918黑农43Heinong43CK11020651532522晋豆23Jindou23CK11019455291618兴县灰布支黑豆XingxianhuibuzhiCK1402379835684111311.722122154133321910185616554442022451543229142059154123717244213333271420208114515305不同基因型大豆光周期处理后其农艺性状的表现具有较大差异（表2）a.对光周期反应相对不敏感的品种黑河5、黑农33、黑农43，处理与对照相比，株高仅下降35.8%—46.4%；b.对光周期反应相对敏感的品种黑农40、黑农41和敏感品种晋豆23和兴县灰布支黑豆，处理与对照相比，株高下降50.0—51.3%和61.8—67.9%，其它农艺性状：不同基因型大豆处理与对照相比，主茎节数、单株荚数减少，单株重、单株粒重降低，分枝数增加，百粒重变化不大或略有增加，增加的幅度与不同基因大豆对光周期的反应有关2．2大豆光钝感种质评价2．2．1在海南岛同一组相同系统不同单株高世代材料其复叶≥10片和复叶≤6片农艺性状表现表3指出，复叶≥10片的材料其株高、节数、荚数明显高于同一组合的复叶数为5片和6片的材料性状，表明：用复叶数（便于观察）可作为在海南岛选择光钝感材料的指标。复叶数株高（cm）节数荚数No.oftritoliolateleavesPlantheightNodesofstemPots哈9672-1-4-2-0-19-31062.412.837哈9672-1-4-2-0-19-4632717哈9773-13-4-0-6-0-9116813.242哈9773-13-4-0-6-0-8532815哈9885-1-16-0-6-11369.612.634哈9885-1-16-0-6-21371.6133410株平均值(10plants)材料名称Line表3相同组合内复叶≥10片和≤6片农艺性状表现对2002年初在海南岛初筛扁茎高世代材料中鉴选出的280单株，2002-2003年在哈尔滨进行光光钝感鉴定，鉴选出两份光钝感材料，命名为PIL-1、PIL-2。2．2．2短光照对筛选出的两份大豆材料生育期性状的影响表4短光照对两份材料生育阶段的影响材料名称LineVe—R1Ve—R7Ve—R8PIL-16.063.034.42PIL-25.563.774.31光周期差值百分比（pd）T－CK/CK*PIL：光钝感品系表5短光照对两份材料农艺性状的影响品种(系)株高(cm)主茎节数单株荚数分枝数单株重(g)单株粒重(g)百粒重(g)生育日数LinesPlantheightNodesstemPotsplantBranchplantWeightplantSeedweightplant100-seedweightGrowingdaysNPSL-19916.240.414020.521.6126CK1151742.5144.421.322.8125NPSL-28414.138.8035.416.619.7126CK10315.740.3037.918.220.5125PIL-1和PIL-2其Ve—R1的pd值小于10%；Ve—R7的pd值小于5.0%，其株高分别降低13.9%和18.4%，表明PIL-1和PIL-2是光钝感新种质。2．3大豆光钝感种质选择的机率供试7个含有扁茎血缘的组合，50系统10020单株，在海南岛初选6个组合280单株。这些材料经2002—2003年在哈尔滨进行光周期反应鉴定试验，入选1个组合的2份材料。则海南岛入选率为2.79%，在哈尔滨入选率为0.71%。3．讨论3．1大豆光钝感新种质评价黑河5和黑农33属于光钝感的品种；晋豆23和兴县灰布支黑豆Ve—R1的pd值大于20%，属光敏感品种。这一结果进一步佐证了杜维广（1997）的大豆广适应性检测指标:在V1时期采用8小时短光照诱导连续15天，A:在黑龙江省Ve—R1的天数处理比对照（当地自然光照）的差值百分数小于10%;B:黄淮海地区Ve—R1的天数处理比对照的差值百分数小于20%，产量水平处理与对照相当，同时考虑株高和节数的标准。关于“产量水平处理与对照相当”的提法，依据本试验研究结果，因根据短光照处理的时间长短其产量水平有所差异，一般连续短光照15—20天，处理产量水平较对照减产10—15%，均可认为是属光钝感材料。PIL-1和PIL-2，其Ve—R1的pd值均小于10%，Ve—R7的pd值均小于5%其产量水平比对照分别减产8.45%和8.8%，株高和节数降低不明显。说明PIL-1和PIL-2确实属于大豆广适应性（光钝感）新种质。该种质具有秆强、单株产量高、百粒重较大、抗病、熟期适中等优点（表5），是综合性状良好的新种质。3．2光周期育种途径本试验通过在海南岛以复叶数≥10和无对生复叶为选择光钝感材料的主要标准，对10020扁茎改良后代高世代单株进行初步筛选，又对入选280单株，在哈尔滨进行短光照处理、鉴定，最终入选光钝感种质PIL-1和PIL-2。此结果佐证了杜维广（1997）提出大豆广适应性种质的程序和方法的可靠性。在此基础上提出大豆光周期育种途径：利用短光照性强和短光照性弱或地理远缘及不同生态类型的优异基因型杂交，F2代或高世代在海南岛种植，根据开花时间、株高、主茎节数、营养生长量、复叶数≥10片，无对生叶进行选择（F2代可用摘荚法，高世代用摘荚法或直接选择单株）。入选材料，在哈尔滨的光周期筛选池内进行短光照诱导，选择时根据杜维广提出的广适应性检测指标用系谱法选择。同时可以引入广适应性分子标记，进行分子标记的辅助选择提高育种效率。决选品系采用盆栽进行多点（异地）光周期特性鉴定和产量鉴定。