大豆籽粒蛋白质含量相关QTL定位研究进展

籽粒蛋白质含量是大豆品质性状改良的主要目标之一。笔者介绍了大豆遗传图谱的构建与基因组测序发展历程,从基于分离群体的连锁分析和基于自然群体的关联分析两方面阐述了大豆籽粒蛋白质含量QTL定位研究进展,进而讨论了大豆蛋白质含量MAS育种存在的问题,最后展望了大豆蛋白质含量分子遗传改良的研究趋势。以期为大豆高蛋白育种提供参考。     

肥料减施下玉米-大豆间作对作物产量和昆虫群落组成及多样性的影响

为探究肥料减施下玉米-大豆间作对作物产量和昆虫群落组成及多样性的影响,在玉米、大豆单作及二者间作下施以标准肥料750 kg/hm~2和减半肥料375 kg/hm~2,于作物生长期调查田间昆虫群落组成及多样性,并在收获期对玉米和大豆进行测产。结果表明:与单作玉米相比,间作玉米在施用标准肥料下的百株生物量、百株籽粒重和千粒重分别显著增加78.33%、85.35%和38.71%,而在施用减半肥料下则分别显著增加90.91%、135.73%和33.33%;相同种植模式下,与施用标准肥料相比,减半肥料使单作玉米百株籽粒重显著降低22.45%。与单作大豆相比,在施用标准肥料下,间作大豆的百株籽粒重和千粒重分别显著降低49.47%和11.54%,在施用减半肥料下,间作大豆的百株生物量、百株籽粒重和千粒重分别显著降低73.94%、50.51%和17.39%;相同种植模式下,与施用标准肥料相比,减半肥料使大豆在单作和间作下的百株籽粒重分别显著降低65.02%和65.73%,使间作下大豆的百株生物量和千粒重分别显著降低73.14%和17.39%。与单作相比,间作均显著降低了标准肥料和减半肥料处理下玉米和大豆害虫群落的物种数、多样性指数和均匀度指数,还显著降低了标准肥料和减半肥料处理下玉米天敌昆虫群落的物种数和优势度指数以及大豆天敌昆虫群落的物种数和均匀度指数。表明玉米-大豆间作能有效提高玉米产量,降低虫害发生,但对大豆生产不利,而间作条件下减施肥料对玉米产量的影响更小。建议在田间生产中可将夏玉米和大豆间作种植,更有利于通过生态学方法控制田间害虫发生和增加作物总体产量。     

栽培密度对高产大豆根系生长及花荚形成的影响

为探明栽培密度对高产大豆根系生长和花荚形成的影响规律,田间试验设置21.0（D₁）、30.0（D₂）、48.0（D₃）×104株·hm^-2 3种栽培密度,研究了新大豆27号、新大豆8号在0~60 cm土层中根系生长、开花、结荚过程及产量的变化。结果表明,相对于D1,D2、D3密度下新大豆27号总根干重增加了23.68%、18.48%,总根长增加了9.33%、26.72%,新大豆8号总根干重增加了27.25%、19.71%,总根长增加了6.94%、30.80%,且增量以40~60 cm为主;增加至密度D₃时,新大豆27号开花和结荚高峰出现时间较D₁分别推迟了2、8 d,新大豆8号推迟了2、6 d,但二者单位面积的总花数、总荚数、总腔数和总粒数分别较D₁提高了51.92%、10.29%、7.66%、23.05%和49.47%、31.91%、35.40%、16.11%;总花数与始荚期根干重、根长度呈正相关关系,新大豆27号R²值分别为0.8477^*、0.9106^*,新大豆8号R²值分别为0.7531、0.9993^**;总腔数与始粒期根干重、根长度呈正相关关系,新大豆27号R²值分别为0.6954、0.9837^**,新大豆8号R²值分别为0.7902^*、0.9277^*;且根长度与总花数、总腔数的关系比根干重更密切。合理密植显著提高大豆籽粒产量,是密植促进了大豆根系生长,增加了单位面积总根长和深层根量,进而增加了单位面积花数、荚数、腔数和粒数的结果。     

灌溉水平及灌溉间隔对大豆植株干物质积累的影响

采用桶栽方法,选用黑农48为试验材料,设计4个灌溉水平及4种干旱胁迫历时进行交叉试验,研究了灌溉水平及干旱胁迫历时对大豆干物质积累的影响。结果表明,花荚期大豆植株叶、茎、根和荚果更易受干旱胁迫历时影响,干旱胁迫历时越短越有利于植株生长,灌溉水平对植株的生长影响相对弱于干旱胁迫历时。植株各器官干质量的等高线图表明高灌溉水平、短干旱胁迫历时比低灌溉水平、长干旱胁迫历时有绝对优势,同时也表现出高灌溉水平、长干旱胁迫历时处理与低灌溉水平、短干旱胁迫历时处理之间具有相似性。     

吉林省大豆品种（系）遗传多样性分析

为明确吉林省2003—2022年育成的大豆品种（系）的遗传距离和亲缘关系,选取2003—2022年育成的299份大豆品种（系）为试验材料,利用覆盖大豆基因组的SNP标记对其进行遗传多样性和群体结构分析。结果表明：1）3 240个SNP标记在参试材料中共检测出A/A、A/G、A/T等16种基因型,分子标记多态信息量（PIC）范围为0.009 9~0.556 1,平均值0.318 4;使用Powermarker vision 3.25软件,得到样本群体等位基因频率为0.688 3、平均PIC为0.318 5。2）参试材料间遗传相似系数在44.86%~95.46%,平均为63.40%;其中,遗传相似系数在60%~70%的材料最多,样本数为170份,占参试材料的56.86%。3）根据遗传距离将参试材料划分为4个类群,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类群分别含有8、3、115、173份品种（系）;来源于同一育种单位的品种（系）一般划分到同一类群。4）进一步利用STRUCTURE进行遗传结构预测,结果显示K=4,表明参试的299份品种（系）可被划分成4组独立的遗传结构类群;第1、2、3、4遗传结构类群分别含有24、18、105、152份品种（系）,第1遗传结构类群含祖先遗传物质最多,第2、3、4遗传结构类群中外引遗传物质占比逐渐增多,第4遗传结构类群中外引遗传物质占比为46.80%。综上,参试大豆品种群体总的遗传背景相对狭窄,但随着外引遗传物质的引入,第4遗传结构类群（152份）的遗传多样性显著高于总体水平。     

西北旱区大豆玉米复合种植联合播种机的设计与试验

针对西北旱区大豆玉米复合种植机具短缺、机械化程度低等问题,设计西北旱区大豆玉米复合种植联合播种机。该机由旋耕装置、起垄装置、覆土装置、施肥装置、播种装置及机架等组成,能够实现旋耕、起垄、施肥、双幅覆膜覆土、镇压及播种等多个作业过程。对播种机关键部件进行设计与分析,利用离散元模型对覆土过程进行模拟仿真,分析覆土过程中膜边膜上覆土均匀性;采用DEM-MBD对大豆玉米播种装置耦合仿真,分析大豆玉米播种装置播种均匀性。仿真结果表明：1）土壤因跳跃和泼撒而落到垄面的颗粒数≤1.3%;2）播种装置对大豆和玉米种子挤压力≤10 N,土壤颗粒对鸭嘴的阻力≤50 N。田间试验结果表明：玉米播种装置播种合格率、漏播率和重播率分别为95.63%、1.65%和2.72%,大豆播种装置播种合格率、漏播率和重播率分别为91.24%、0%和8.76%,机组作业期间运行稳定,具有良好的作业效果,满足大豆玉米带状复合种植需求。     

黑龙江省大豆品种数据库建模

从种子推广人员、育种工作者、农户等多种人员需求的角度,对黑龙江省育成大豆品种信息进行了分析,将大豆品种信息归纳为品种来源、产量表现、特征特性、栽培要点、审定情况等内容,按照软件工程学和数据库原理,建立了大豆品种数据库模型,绘制了实体关系图。依据此图可以在Microsoft SQL或其他数据库软件下建立物理的数据库,建立良好的查询,为农业生产等应用提供服务。     

锰肥施用对大豆若干生理诊断指标影响的研究

以“垦农4号”为材料,利用锰浸种和初花期叶面喷施,在小区试验的条件下研究了锰对大豆根系伤流量、伤流液中硝态氮和氨基酸含量调控的效应。结果表明,适量的锰浸种与叶面喷施可增加大豆植株的伤流量,提高大豆植株主动吸水能力和根系生理活性。不同浓度锰浸种对大豆伤流液中硝态氮与氨基酸含量影响不是很明显;适量锰叶面喷施可明显促进大豆伤流液中硝态氮与氨基酸含量,使其高于对照与高浓度锰处理。     

锰对大豆苗建成的影响

利用蛭石为基质,采取发芽盒培养的方法,综合评价了不同锰水平对大豆(垦农18号)的形态及物质积累的反应。结果表明,与对照相比,施用适宜浓度的锰(0.0001～0.1mg·L-1)具有促使大豆根系发达和促进地上部生长的作用;缺锰或施锰过多均抑制大豆的苗期生长。     

高产抗病大豆新品种绥农22的选育及窄行密植栽培技术

绥农22是黑龙江省农科院绥化农科所经有性杂交育成的高产抗病大豆新品种.于2005年2月经黑龙江省农作物品种审定委员会审定推广.该品种茎秆强硬抗倒,抗病,节短荚密,通风透光性好.蛋白质含量39.66%,脂肪含量20.06%.生育日数118 d左右,需活动积温2 400℃左右.2000年所内鉴定试验平均产量3 894.7 kg/hm2,比合丰25增产17.7%.2004年全省6点生产试验平均产量2 426.1 kg/hm2,比对照品种绥农14增产12%.适应黑龙江省第二积温带广大地区种植,以及吉林省和内蒙古自治区相适应的积温区种植.适宜5月上旬播种,该品种最适宜垄作窄行密植栽培,适宜密度保苗30～35万株/hm2,施种肥200 kg/hm2左右.