东北大豆种质资源株型和产量性状的生态特征分析

为明确东北大豆产量相关性状(地上部生物量、产量、表观收获指数、主茎荚数)和株型相关性状(株高、主茎节数、分枝数目、倒伏程度)生态特性及各亚区改良方向,本研究采用1916-2012年间搜集或育成的东北地区代表性资源361份,于2012-2014年在东北4个生态亚区的9个代表性地点进行试验研究(Ⅰ亚区:北安、扎兰屯,Ⅱ亚区:克山、牡丹江、佳木斯、长春,Ⅲ亚区:大庆、白城,Ⅳ亚区:铁岭)。(1)将品种在所有环境下的平均值作为该品种的综合值,用以作为与生态区值比较的标准。结果表明:东北大豆群体及各熟期组在各生态区产量和株型性状的差异虽达到显著水平,但绝对差异并不大。第Ⅰ亚区主要包括黑龙江和内蒙古北部地区,东北大豆群体在该亚区的特点是植株高大主茎荚数偏低(仅为其它亚区值的一半左右);第Ⅱ亚区主要包括黑龙江中南部至吉林省长春地区,东北大豆群体在该亚区的特点是株型高大但倒伏问题突出;第Ⅲ亚区包括黑龙江西南至吉林省东北部缺水地区,东北大豆群体在该亚区的特点是植株矮小,主茎节数降低,但产量、主茎荚数和表观收获指数均较好;第Ⅳ亚区主要包括辽宁省大部地区,东北大豆群体在该亚区的特点是植株矮小,表观收获指数偏低、产量略低的特点。(2)通过将大豆按照产量高低分为3组(低产、中产、高产),讨论不同亚区不同产量类型大豆改良的方向及该亚区改良进展及理想的高产株型。结果表明:产量改良应通过改良地上部生物量来实现,不同亚区不同产量类型改良的方向略有不同。第Ⅰ亚区将中产型改良为高产型应重视主茎节数的增加,本地区高产品种应注意改良地上部生物量和主茎荚数,本群体在这两个性状优势有限;第Ⅱ亚区各产量类型改良均应注重主茎节数和株高的改良,中产型改良为高产型应重点关注主茎节数;第Ⅲ亚区改良与地上部生物量相关的株高、主茎、分枝性状均能改良各产量类型;第Ⅳ亚区应注意改良当地品种表观收获指数。根据各亚区内群体高产品种及当地适宜熟期组高产品种的株型特点,提出了不同亚区的高产株型,同时筛选出一批各生态亚区内高产品种供育种利用。     

东北春大豆籽粒性状的生态特性分析

为明确东北大豆籽粒性状的生态特性,采用东北地区代表性品种361份,于2012-2014年在东北地区北安、扎兰屯、克山、牡丹江、佳木斯、大庆、长春、白城、铁岭9个代表性地点进行了试验研究。本文将品种在所有环境下的平均值作为该品种在常规田间管理条件下获得的常规值,常规值的大小代表了品种的基因型值,用以作为与生态区值比较的标准。研究结果显示:(1)东北地区大豆的蛋白质含量、油脂含量、蛋脂总量为40.47%、21.35%和61.82%,百粒重总平均值为19.06 g。不同试点间蛋白质含量、油脂含量、蛋脂总量最大相差约2~3个百分点,百粒重最大相差约3 g;而品种间相对应性状则分别相差约8,4,6个百分点和20 g,品种间差异远大于试点间表达的平均差异。(2)品种按育成年代归类,不同育成年代品种平均值呈现一定的变异趋势,蛋白质含量和蛋脂总量随育成年代呈现下降趋势、油脂含量和百粒重呈现上升趋势,其中蛋白质含量从41.23%降至40.28%,蛋脂总量从62.16%降至61.74%,油脂含量从20.92%升至21.46%,百粒重从18.70 g升至19.29 g。但同一育成年代内品种的差异大于不同育成年代间平均值间的差异。(3)品种按熟期组归类,平均值呈现一定的变异趋势,蛋白质含量(39.97%~41.31%)呈现以MGⅠ组为底端,向早向晚均上升;油脂含量(20.42%~21.83%)与蛋脂总量(61.23%~62.92%)随熟期组变晚呈下降的趋势;百粒重在MGⅢ组(20.32 g)达到最大,在其它熟期组间(18.86~19.18 g)差异不显著。熟期组内品种籽粒性状的差异远大于熟期组间育成品种籽粒性状平均值间的差异。(4)各熟期组品种在各生态区籽粒性状的差异虽达到显著水平,但差异并不大。第Ⅰ亚区主要包括黑龙江、内蒙古北部地区,各熟期组在该地的蛋白质含量、油脂含量、蛋脂含量、百粒重平均值分别低于相应的全试验平均值约0.1~0.4、0.6~1.3和1~1.5个百分点。第Ⅱ亚区主要包括黑龙江中南部至吉林省长春地区,MG000-MGⅠ油脂含量在该地比相应的全试验平均约高0.1~0.2个百分点,百粒重高约0.45~1.1 g。第Ⅲ亚区包括黑龙江西南至吉林省东北部缺水地区,MG000-MGⅡ的蛋白质含量在该亚区比相对应的常规值高约0.3~0.5个百分点,MG000-MGⅠ的蛋脂总量在该亚区均高于相应的常规值,其中MG000高约0.5个百分点,其余各组高0.1~0.2个百分点。第Ⅳ亚区主要包括辽宁省大部地区,MG000-MGⅡ的蛋白质含量在该亚区比相应的常规值高约0.2~0.6个百分点,油脂含量比相应的常规值高约0.7~1.64个百分点,蛋脂总量则比相应的常规值高约1个百分点。第Ⅰ亚区综合生态条件并不利于大豆高品质的表达,第Ⅱ亚区综合生态条件有利于油脂含量、百粒重的表达,第Ⅲ亚区综合生态条件有利于蛋白质含量、蛋脂总量的表达,第Ⅳ亚区综合生态条件有利于各品质性状的表达。东北各亚区生态环境对籽粒品质性状的表达有一定作用,但各亚区内品种间的遗传差异更大。根据品种在各生态亚区的表现筛选出一批籽粒性状有特色的品种供育种利用。     

东北大豆品种生育期结构的初步分析

根据“东北地区大豆品种资源鉴定与评价”中的生育期资料,分析了东北大豆品种生育期结构的遗传变异,比较了不同结荚习性育成品种和地方品种生育期结构的区别。结果表明,东北大豆品种资源的生育期结构存在丰富的遗传变异。不同结荚习性的品种生育期结构有很大的差别。无限和亚有限型品种的生育期结构类似,生殖生长期较长,营养生长期相对较短,生育期比(R/V)相对较大。有限型品种的营养生长期较长,生殖生长期较短,生育期比明显小于无限和亚有限型品种。生育期和结荚习性相同的地方和育成品种相比较,育成品种的生殖生长期较长,营养生长期较短,生育期比较大,这种演变趋势在无限和亚有限品种上特别明显。辽、吉 黑三省的无限型育成品种营养生长期分别比地方品种缩短1.4,4.1和5.8天,生殖生长期延长1.1,1.5和1.4天,R/V值提高4.8,11.2和15.4％。吉、黑三省的亚有限有成品种的营养生长期平均较地方品种缩短了3.9和9.9天,生殖生长期延长了2.6和1.8天,生育期比提高了12.5和34.5％。有限型品种生育期结构的演变方向不明显。大豆育成品种生育期结构的演变是长期产量选择的间接效应。自觉地对生育期结构进行定向选择,有可能提高大豆产量的选择效率。     

东北大豆种质群体在牡丹江的表现及其潜在的育种意义

东北是我国春大豆的主要生态区,牡丹江位于黑龙江省东南部,属第2亚区。本研究于2012-2014年间,以搜集到的东北地区各单位现存的361份大豆育成品种和地方品种作为东北现存的本地种质,观察该群体在牡丹江地区的表现,研究其在牡丹江的潜在育种意义。主要结果如下:1)东北大豆种质群体平均表现为全生育期分布在101~147 d(平均为124 d)、蛋白质含量范围为35.36%~45.36%(平均为39.69%)、油脂含量范围为18.93%~23.78%(平均为21.96%)、蛋脂总量范围57.74%~66.67%(平均值61.82%)、百粒重范围在8.49~29.43 g(平均值19.91 g)、株高36.6~115.3 cm(平均值82 cm)、主茎11.2~20.4节(平均为16节)、分枝为0~4.8个(平均2.8)、倒伏在1.2~3.6(平均2级左右)。2)当地适合熟期组为MG 0和MG I,各性状的平均值与群体平均值相近,其他熟期组在当地的表现与之不同。MG 000和MG 00的生育天数集中在106~113 d,比当地无霜期早10~20 d,不能充分利用当地的自然条件;而品质性状表现则略优于MG 0/MGⅠ,特别是蛋白质含量和蛋脂总量分别高约1.62%、1.59%;株高、节数均低于MG 0/MG I,分别低10~30 cm、2~4节。MGⅡ的生育天数高达136 d,不能稳定成熟;品质性状表现低于当地品种水平,特别是油脂含量、蛋脂总量分别低约1.5%、2%;而株高、节数高于当地品种,分别高约10 cm、1~2节,倒伏程度则高达3级。MG III在牡丹江不能正常成熟,导致其他性状表达不正常,生长量和倒伏度增加。3)本群体中包含第二亚区育成217个品种,查到系谱资料的208个,这208个品种共涉及169个祖先亲本,其中黑龙江来源有77份、吉林省48份、辽宁省8份、国外来源26份,其他来源10份。衍生品种最多的前10个祖先亲本主要来源于吉林,对该亚区品种的贡献率约48.9%;衍生品种数在11~20间主要来源于黑龙江,前20个祖先亲本对该亚区品种的贡献率约62.4%。4)根据各农艺品质性状在牡丹江表现的遗传进度估计,虽然油脂和蛋白质含量相对小些,但均有一定的改良潜力。根据当地品种的表现,从供试的东北资源中提出了各农艺、品质性状改良可用的亲本品种名单,供育种工作者参考。     

东北大豆种质群体在克山的表现及其潜在的育种意义

东北是我国大豆的主要生态区,克山是东北北部重要产区。本研究于2012-2014年,以搜集到的东北地区各单位现存的361份大豆地方品种和育成品种作为东北现存的本地种质,观察该群体在克山地区的表现,研究其在克山的潜在育种意义。获得以下主要结果:(1)东北大豆种质群体平均表现为全生育期133 d(103.8~157.0 d)、蛋白质含量39.69%(35.6%~44.38%)、油脂含量20.58%(17.47%~22.84%)、蛋脂总量60.27%(54.00%~63.97%)、百粒重17.61 g(6.13~28.17 g)、株高约96 cm(54.92~146.8 cm)、主茎19节(11.23~25.83)、分枝2.75个(0.22~7.63)、倒伏2级左右(1.00~4.00);(2)当地适合熟期组为MG 0和MG I,各性状的平均值与群体平均相近,其它熟期组在当地的表现与之不同。MG 000和MG 00的生育天数集中在110~120 d,比当地无霜期早约10~20 d,不能充分利用当地的自然条件;而品质性状表现则略优于MG 0和MG I,特别是油脂含量和蛋脂总量分别高约1%、1.5%;株高、节数均低于MG 0和MG I,分别低约10~40 cm、2~8节。MG II的生育天数在当地高达150 d,不能稳定正常成熟,不适合当地种植;品质性状表现低于当地品种水平,特别是蛋白质、蛋脂总量均低约2%,油脂低约0.5%;而株高、节数高于当地品种,分别高约10 cm、2节,倒伏程度则高达3级。MG III在克山不能正常成熟,导致其它性状表达不正常,生长量和倒伏度增加;(3)根据各农艺品质性状在克山表现的遗传进度估计,虽然油脂和蛋白质含量相对小些,但均有一定的改良潜力。克山地区利用东北大豆资源育成了许多适于东北北部的优异品种,体现了东北种质的重要作用。根据当地品种的表现,从供试的东北资源中提出了各农艺、品质性状改良可用的亲本品种名单,供育种工作者参考。     

不同生育期大豆品种根系性状的比较研究

采用盆栽方法，对黑龙江省和吉林省的15份早熟大豆品种、14份中熟大豆品种和12份晚熟大豆品种的根系性状进行了比较研究，结果表明：不同生育期大豆品种根系性状存在差异。晚熟品种根系最发达，其次是中熟品种，早熟品种根系相对最不发达，不同生育期大豆品种根系性状的差异在苗期表现不明显，花期和鼓粒初期差异表明明显。     

东北春大豆区不同年代审定品种主要性状演变分析

东北地区是中国大豆的主产区,随着种植年代的推移,东北大豆品种数量不断增多的同时,一些重要农艺性状的演变也呈现出一定趋势。这种趋势反映了人们对于大豆育种选择的倾向以及大豆性状与环境协同的内在联系。因此针对主要性状进行演变分析,对于指导大豆育种研究具有重要意义。本研究收集了1941—2019年东北春大豆区育成的335个大豆品种的主要性状信息,并对其演变过程进行了分析。结果表明：东北春大豆区大豆品种随着年代增加,平均分枝数降低,1940s最高,3.50个,2010s最低,降至0.86个。平均株高在1980s之前呈先降低后升高的趋势,之后平稳上升,2010s最高,为88.20 cm, 1950s最低,为73.50 cm。平均生育期在20世纪70年代最长,为123.86 d,之后整体呈下降趋势,在2010s降至116.67 d。品质性状中,蛋白质含量只在20世纪60～70年代间有所升高,其他相邻年代间均呈下降趋势,在1940s最高,为41.40%,在2010s降至39.48%,平均脂肪含量波动较大,在1940s最高,为21.90%,1990s最低,为20.05%。平均百粒重在1990s最高,达到...     

东北大豆种质群体在长春的表现及其潜在的育种意义

东北是我国大豆的主要生态区,长春是东北中部重要产区。本研究于2012-2014年以搜集到的东北地区各单位现存的361份大豆地方品种和育成品种作为东北现存的本地种质,观察该群体在长春地区的表现,研究其潜在育种意义。主要结果如下:1)东北大豆种质群体在长春地区平均表现为全生育期114 d(93.88~137.75)、蛋白质含量41.09%(36.68%~45.85%)、油脂含量21.94%(19.00%~23.94%)、蛋脂总量63.09%(59.49%~66.24%)、百粒重20.53 g(9.47~28.20 g)、株高约83.82 cm(45.8~146.8 cm)、主茎16.7节(10.3~25.3)、分枝2个(0.1~10.1)、倒伏2级左右(1.4~4.0)。2)当地适合熟期组为MG0/MG I,生育天数在120 d左右。MG000、MG00生育天数集中在98~104 d,不能充分利用当地的自然条件;株高、节数均比MG0/MG I低约20~28 cm、3~4节。MGⅡ/MGIII在长春不能稳定成熟,其株高、主茎节数比MG0/MG I高约25~35 cm、2~3节。至于籽粒性状(蛋白质含量、油脂含量和百粒重),不同熟期组间绝对值差异不大,而各熟期组内均含有表现突出的资源。3)根据各农艺品质性状在长春表现,油脂和蛋白质含量遗传率高但相对遗传进度较低,需加大选育强度;蛋脂总量的改良应建立在蛋白质、油脂改良的基础上;本群体在倒伏性状上潜力有限,应通过引进新的种质来进行改良。4)长春当地的82个地方/育成品种(共88个,其中6个育成品种未查到系谱资料)共有99个祖先亲本,这些祖先亲本主要来源于当地,其次为黑龙江省和国外;其中衍生品种最多的前20个祖先亲本对群体的贡献率约63%,衍生品种最多的前5个祖先亲本衍生品种数及贡献率分别为金元(58,6.35%)、铁荚四粒黄(50,8.16%)、十胜长叶(49,6.61%)、嘟噜豆(44,4.02%)、四粒黄(P340)(41,6.36%);虽然当地育成品种平均含有9.3个祖先亲本,但当地品种的遗传基础仍较为狭窄,需通过其它地区资源扩展当地种质的遗传基础。     

不同播期对春大豆生态性状的影响

将来自北纬22.7°至北纬50.2°的19个春播大豆品种在2 a内分4期进行播种,研究了播期对不同生育期类型春大豆的形态和产量等生态性状的影响.结果表明:株高和主茎节数随着播期的延迟逐渐降低,并且降低幅度随着播期的延迟而增加.在各种熟期类型品种中,中早熟类型品种的株高和主茎节数降低的幅度最大.不同播期下大豆植株的地上生...     

北方春大豆生育期性状在不同播季及生态区的反应

选用北方春大豆品种,在7个大豆生态区采用春、夏、秋三季播种的生育期资料,分析了北方春大豆生育期性状的特点,包括生育前期、生育后期、全生育期日数及生育期结构(R/V)和标准差.研究结果将为深化大豆生态区划及品种的合理布局、育种提供重要的科学依据.     

利用重组自交系群体定位玉米生育期相关性状QTL

利用玉米自交系80007和80044为亲本,衍生包含355个家系的重组自交系(RIL)F9群体,采用SSR标记构建包括219个标记的连锁图谱,图谱总长度2 133.5 cM,标记间平均距离9.7 cM。采用完备区间作图法对控制玉米抽雄期、散粉期、吐丝期以及散粉至吐丝间隔期的4个生育期相关性状进行QTL分析。结果表明,共检测到60个QTL,其中抽雄期检测到20个QTL,吐丝期检测到15个QTL,散粉期检测到20个QTL,散粉至吐丝间隔期检测到5个QTL。共有7个QTL对表型变异的解释率超过了10%,表现为主效QTL效应,分布在第3、4和第9染色体。有11个QTL在不同环境中能重复检测出,是受环境影响较小、为较稳定的QTL。分析发现,生育期相关性状的QTL在染色体上有"成簇"分布的现象,并且贡献率较大的QTL控制着多个相关性状。结果表明,bin3.04-3.05、bin3.09、bin7.03和bin9.02-9.03是生育期相关性状QTL的密集区域,这些区域存在对生育期相关性状重要作用的位点。     

大豆生育期相关性状QTL定位

以野生大豆江浦野生豆-5为母本,栽培大豆南农06-17为父本杂交所得的316个F2单株及其衍生F2∶3和F2∶4家系为材料,利用JoinMap3.0软件,构建了一张包含210个标记(分子标记207个、形态标记3个),共24个连锁群的大豆分子连锁图谱,覆盖基因组长度2 205.85 cM,标记间平均距离为11.09 cM。利用混合线性模型复合区间作图方法,对2007年F2单株、2008年F2∶3家系及2009年F2∶4家系的全生育期、营养生长期、生殖生长期和生育期结构4个生育期相关性状进行联合世代QTL分析,共检测到15个加性显性QTL和9对上位性QTL;存在QTL共位性(同一标记区间存在不同性状的QTL)以及QTL互作网络(一个QTL可以与多个QTL互作)的现象;贡献率最大的3个QTL为qVP-H-1、qWGP-H-1和qRV-H-1,加性效应解释的遗传变异分别为21.31%、13.14%和9.37%,qWGP-H-1和qVP-H-1的增效等位基因来源于江浦野生豆-5,qRV-H-1的增效等位基因来源于南农06-17。研究结果为生育期性状的分子标记辅助选择、野生大豆优异基因的挖掘及栽培大豆遗传基础的拓宽提供了依据。     

野生大豆资源在海南和北京种植的生育期与部分农艺性状调查简报

选取了50余份野生大豆材料分别在海南和北京种植,对生育期、单株粒重、百粒重、叶型、种皮色、蔓生性性状进行了调查。结果表明:野生大豆在海南和北京种植,生育期和各项性状发生了相应的变化,高温缩短了出苗~始花期及生育期日数。