大豆遗传多样性对产量改良的重要性及其展望

 我国有着极为丰富的大豆品种资源，为扩大大豆生产、提高大豆单产，从利用特异大豆种质拓宽大豆的生态适应性、提高大豆产量等几个方面讨论了大豆遗传多样性对大豆产量改良的重要性。并结合生产条件的变化和大豆品种资源研究的进展等因素，提出近期和未来对大豆产量改良可能起到重要促进作用的一些性状或侧重的研究方向。     

黑龙江省近期审定大豆品种的聚类分析和主成分分析

对70份黑龙江省近期审定的大豆品种的17个生物学性状进行聚类分析,根据遗传距离将大豆品种分为5个类群,有的类群品种性状遗传分歧与地理分布呈平行关系,有的品种所属类群与地理差异并不一致,说明黑龙江大豆品种的多样性和遗传分歧的多向性。主成分分析选出了产量、熟期、分枝、荚数、粒重等5个综合性状因子对品种进行评价。     

野生大豆育成品种与其亲本间的SSR聚类分析

采用分布于大豆(Glycine max)全基因组的90对SSR引物,对来自全国在生产上大面积推广应用的具有野生大豆(Glycine soja)血缘的10个大豆育成品种及其17个亲本材料进行聚类和遗传距离分析。结果表明,当遗传相似系数为0.67时,所有供试材料被分成三类,即育成的大豆品种与其栽培大豆亲本聚为一类,野生大豆亲本在三类中均有分布;野生大豆亲本与栽培大豆亲本间的遗传距离0.177 6野生大豆亲本与育成大豆品种间的遗传距离0.149 0栽培大豆亲本与育成大豆品种间的遗传距离0.092 9。表明野生大豆与栽培大豆间有较大的遗传差异性,应用遗传基础不同及遗传差异性较大的野生大豆与栽培大豆之间进行杂交选择,进而拓宽大豆的遗传基础、丰富大豆遗传多样性是有效和可行的。     

我国南方耐荫大豆的现状及前景

间、套作大豆种植模式作为目前南方大豆发展的新兴模式,在确保北方大豆生产,不与玉米等大宗作物争地的前提下,实现了南方大豆的发展。综述了大豆生产的重要意义、我国大豆资源情况、南方大豆种植情况、荫蔽对大豆生产的影响以及目前南方耐荫大豆种质的研究和利用情况。并认为,从DNA水平上鉴定大豆耐荫种质的遗传多样性,有利于认识和了解该类型品种耐荫性好,抗倒伏,产量高,蛋白质含量高,抗病避虫等优良特征特性的遗传本质。为研究大豆耐荫遗传机制,寻找新的耐荫标记和间、套作专用型大豆转基因育种提供理论依据。     

野生大豆育成品种与其亲本间的遗传多样性比较

[目的]鉴定大豆育成品种与其亲本间的遗传多样性差异和遗传多态性信息含量,为大豆育种提供参考。[方法]采用SSR标记技术对大豆育成品种与其亲本间的遗传多样性进行分析。[结果]野生大豆亲本总等位变异数和特有等位变异数分别是栽培大豆亲本的1.31倍和3.63倍;平均多态性信息含量由大到小依次为野生大豆亲本(0.545 0)、育成大豆品种(0.478 7)、栽培大豆亲本(0.415 6)。[结论]野生大豆的遗传背景复杂,遗传多样性丰富,其外部形态和内在遗传基础都与栽培大豆有明显差异。     

大豆种质资源遗传多样性分析

大豆为人们提供了大量的油脂和植物蛋白,富含多种营养元素。目前,国民对大豆需求旺盛,然而我国优质大豆品种不足,为此必须加大对其种质资源的开发和利用,而大豆遗传多样性的研究是大豆种质资源开发的重中之重。笔者对大豆遗传多样性的研究进展进行概述,提出目前大豆遗传多样性研究中存在的问题,并对大豆种质资源遗传多样性的研究提出展望。     

50年黑龙江省大豆遗传改良的产量及品质变化

本研究针对黑龙江省过去50年推广的大豆品种产量及品质变化进行研究。结果表明，品种推广年代与产量之间表现显著的线性回归关系，产量呈逐年增加的趋势，平均每年提高1．27％。产量的提高与英数、英粒数、粒数及收获指数密切相关，而与百粒重关系不大。经过50年的遗传改良，大豆蛋白质和脂肪含量变化不大，且品种间变异幅度较小。R2期（盛花期）叶氮含量、单株叶氮量、比叶氮及LAI（叶面积指数）与产量及品质关系不大，但此时期干物质重与产量里负相关关系，生育前期的干物质积累对产量的贡献不大。     

超高产大豆育种研究的进展与讨论

根据现时大豆品种产量潜力水平提出中国大豆超高产育种目标，并从大豆产量性状遗传改良、理想株型育种及杂种优势生产利用探索等方面综述了与超高产大豆选育相关的研究进展，同时对今后的大豆超高产育种研究进行讨论。     

华南地区常规籼稻主栽品种间亲缘系数分析

品种间亲缘系数是研究作物品种间遗传关系和遗传多样性的重要方法.对华南地区不同年代育成的常规籼稻主栽品种的亲缘系数进行了分析.结果显示,近50年来华南地区基于亲缘系数的水稻品种遗传多样性呈"W"型变化,3个高点分别出现在1957年前、1970—1979年和2000—2008年,3个低点分别出现在1957—1969年和1980—1989年.基于亲缘系数的品种聚类结果较直观地反映了近50年来华南地区籼稻品种的遗传关系及其品种演变特点,与该地区不同时期主要围绕着少数几个骨干亲本进行品种改良的特点相吻合.本研究获得的华南地区近50年来水稻品种遗传多样性呈"W"型变化这一结果说明,基于品种间亲缘系数的华南地区品种遗传多样性未经历持续的下降或上升,而是在一定范围内波动.     

亚洲大豆栽培品种遗传多样性、特异性和群体分化研究

【目的】研究亚洲大豆栽培品种地理群体的遗传多样性、特异性和群体分化。【方法】应用大豆基因组64对SSR分子标记技术,对亚洲216份栽培大豆品种遗传变异进行分析。【结果】亚洲大豆栽培品种遗传多样性丰富,地理群体(中国东北、中国黄淮、中国南方、朝鲜半岛、东南亚、南亚)间存在较多互补等位变异数,最多的在中国黄淮与南亚群体间;各地理群体拥有各自特有或特缺的等位变异。亚洲大豆全群SSR标记遗传距离聚类（聚成6类）与地理群体分类间有极显著相关性,地理分群有其相应的遗传基础。亚洲全群由2类血缘组成,分别占中国国内和国外2大类群的绝大部分;地理群体间2类血缘组成的差异明显。国内与国外各群体间以中国南方与东南亚群体间分化最小;国外群以东南亚与朝鲜半岛群体间分化最小;国内群以中国黄淮与中国南方群体分化最小。【结论】亚洲大豆栽培品种地理群体间具有位点和等位变异的特异性,各群体间可以相互补充的位点及其等位变异甚丰富,利用国外栽培品种可以拓宽中国品种的遗传基础。     

不同大豆杂交后代新品系产量性状的主成分分析

对来源于不同亲本组合的13个大豆新品系产量相关性状和遗传距离进行综合分析,旨在为区域性大豆生产中品种更新、筛选和亲本选配工作提供理论依据。通过主成分分析探讨了各产量相关性状以及各品系综合主成分值的大小与产量高低的关系;根据品系间的遗传距离,通过聚类分析将13个品系分为4类,结果表明亲本来源与遗传距离没有必然联系。在选择大豆品种时,应根据育种目标确定各个主成分值的大小;在评价品种间遗传差异时,应根据育种过程中对品种的选择方向和环境因素进行综合评价。     

Advances in salinity tolerance of soybean: Genetic diversity,heredity, and gene identification contribute to improving salinity tolerance

Salt stress is one of the major abiotic stresses affecting soybean growth. Genetic improvement for salt tolerance is an effective way to protect soybean yield under salt stress conditions. Successful improvement of salt tolerance in soybean relies on identifying genetic variation that confers tolerance in soybean germplasm and subsequently incorporating these genetic resources into cultivars. In this review, we summarize the progress in genetic diversity and genetics of salt tolerance in soybean, which includes identifying genetic diversity for salt tolerant germplasm; mapping QTLs conferring salt tolerance; map-based cloning; and conducting genome-wide association study (GWAS) analysis in soybean. Future research avenues are also discussed, including high throughput phenotyping technology, the CRISPR/Cas9 Genome-Editing System, and genomic selection technology for molecular breeding of salt tolerance.     

Determination of soybean yield gap and potential production in Iran using modeling approach and GIS

Increasing crop production is necessary to maintain food security for the growing global population.Reducing the gap between actual and potential yield is one of the important ways to increase yield per unit area.Potential yield and the yield gap of soybean were determined for Golestan Province,Iran,using Soybean Simulation Model (SSM-i Crop2) and Geographical Information System (GIS).Information from 24 weather stations and soil data of the region were used.Yield gap and production gap were calculated at county and province levels.The average actual yield of soybean in this province was2.28 t ha~(–1) while the province’s potential yield was 4.73 t ha~(–1),so the yield gap was estimated 2.44 t ha~(–1).Thus,there is a great potential for increasing soybean yield in Golestan,which is possible through improving crop management of soybean in farmers’fields.The average water productivity of soybean was estimated to be 0.81 kg m~(–3).Spatial distribution of water productivity in soybean farms showed that the highest and the lowest water productivities (0.99 and 0.44 kg m~(–3)) were in western and eastern regions of the province,respectively,in accordance to vapour pressure deficit.It was concluded that soybean production in the province could increase by 66%(from 109 970 to 182 170 tons) if 80% of the current yield gap could be removed.     

引进大豆种质资源的适应性和遗传多样性分析

【目的】研究甘肃省引进大豆种质资源的遗传多样性,为大豆育种提供优异亲本。【方法】利用SPSS 17.0软件和R语言软件进行描述性统计、相关分析、主成分分析和聚类分析,对国内外引进的417份大豆种质资源进行适应性和遗传多样性分析。【结果】417份大豆种质资源中有363份在甘肃中部地区能够正常成熟,折合产量最高为3 901.65 kg/hm²,百粒重最高为 42.71 g。16个表型性状遗传多样性指数介于0.084 2~1.916 0,变异系数在18.17%~35.70%,除子叶色外,其余性状间均存在一定程度的相关性。将363份种质划分为8个类别,甘肃省大豆种质与我国华北和黄淮地区大豆种质相似系数比较接近。【结论】引进大豆种质资源遗传多样性丰富,筛选出26份特异种质资源。     

晋大62×诱处4号杂交后代群体遗传多样性分析

选用晋大62×诱处4号杂交亲本和后代群体为试验材料,通过微卫星(SSR)标记分析,利用SPSS软件对其进行了聚类分析,探讨了亲本及后代群体间的遗传特性和亲缘关系,研究了大豆群体的遗传多样性,为大豆杂交育种亲本的选配、杂交后代的筛选、种质创新及大豆遗传多样性研究提供了理论和实践依据。结果表明,以亲本的基因组DNA为模板,选用40对不同的引物进行电泳共筛选出23对位于多条染色体上的差异引物,其多态性比例为55.0%。通过聚类分析所有材料可聚类为以下几类:母本晋大62(CK1)和后代6~13号材料聚为第一大类,父本诱处4号(CK2)和后代25~31号材料聚为第二大类,而1~5、14~20聚为第一小类,21~24、32~35聚为第二小类,这两小类材料与亲本的亲缘关系较远。     

遗传单一性、品种单一性与中国玉米生产

物遗传物质复杂性的降低减弱了品种抗逆的能力,降低了作物产量.亲本系数是常用描述遗传多样性的指标,但用亲本系数衡量遗传多样性与作物生产之间的关系时往往得到不同的结论.本文分别计算了全国20个省1982～1997年玉米生产的3个遗传多样性指标:遗传单一性、加权亲本系数和品种单一性的变化,并采用生产函数模型研究了遗传多样性对我国玉米生产的影响.结果表明,遗传单一性与我国玉米单产之间呈显著的负相关关系;品种单一性不一定会导致遗传单一性的增加.鉴于此,政府应增加拓宽种质资源的研究投资,以增加玉米品种的遗传多样性.     

吉林省龙井保护区野生大豆居群遗传多样性的研究

利用28对SSR引物对吉林省龙井保护区一个居群的32份野生大豆进行了遗传多样性分析,共检测到120个等位变异,平均等位变异数为4.29个。32份野生大豆的遗传相似系数为0.58～1.0,平均相似系数为0.63。聚类分析结果表明,此居群野生大豆的生长趋势与地理位置有明显的相关性,呈遗传斑块生长。28对SSR引物得到的Simpson指数分布范围为0.119 1～0.673 8,平均值为0.454 4;Shannon-weaver指数分布范围为0.277 1～1.478 3,平均值为0.8865。通过遗传多样性指数表明:吉林省龙井保护区此居群的野生大豆具有较高的遗传多样性。     

中国大豆育成品种群体遗传结构分化和亚群特异性分析

 【目的】研究中国大豆育成品种总群体的遗传结构分化及其地理生态亚群和育成时期亚群的遗传多样性、特异性及其相互关系,为中国大豆育种主干亲本遴选提供遗传背景依据。【方法】从1923－2005年育成的1 300个品种中抽选378份中国大豆育成品种组成代表性样本,选用大豆核基因组64个SSR标记,采用Structure Version 2.2软件,进行群体遗传结构分析、亚群体分化分析和遗传多样性与遗传特异性分析。【结果】中国大豆育成品种群体由7类血缘组成,遗传上明显分化为不同的地理生态亚群和育成时期亚群,各有其不同的血缘构成特点;各地理生态亚群具有其特有、特缺和互补等位变异,体现了其遗传来源的相对生态特异性;随着品种育成时期的推进,不同时期有不同血缘的种质加入,各育成时期亚群具有其特有、特缺和互补等位变异,体现了育种发展的特点。中国大豆育成品种群体与中国地方品种群体、中国野生大豆群体相比,其遗传基础因源于有限祖先亲本数的瓶颈效应而相对狭窄;分省亚群中黑龙江、江苏亚群的等位变异数可以向其他亚群提供的补充等位变异数均依次最多,其亲本来源较宽、遗传基础较广。分时期亚群平均等位变异数随着时期的推移各亚群等位变异数增加,遗传多样性程度增高,近期育成品种的遗传基础宽于历史上前期育成的品种。【结论】研究结果证明中国大豆育成品种群体存在遗传结构上的地理生态分化和育成时期分化,因而各亚群具有相对遗传特异性,体现在血缘构成和特有、特缺及互补等位变异上,这构成了未来大豆育种中亚群间种质或基因交流的遗传基础。