淺析大豆育成品種系譜分析*

王玉蓮，宗春美，王燕平，杜維廣

（1.黑龍江農(nóng)業(yè)經(jīng)濟職業(yè)學院，黑龍江 牡丹江 157041；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院牡丹江分院/國家大豆改良中心牡丹江試驗站，黑龍江 牡丹江 157041）

淺析大豆育成品種系譜分析*

王玉蓮1，宗春美2，王燕平2，杜維廣2

（1.黑龍江農(nóng)業(yè)經(jīng)濟職業(yè)學院，黑龍江 牡丹江 157041；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院牡丹江分院/國家大豆改良中心牡丹江試驗站，黑龍江 牡丹江 157041）

淺述了大豆育成品種系譜分析的作用和研究進展，介紹了大豆系譜分析采用的常規(guī)方法和術(shù)語。對初始進行這方面研究的研究者可能有所啟迪。

大豆；系譜分析；育種

大豆起源于中國，長期自然和人工選擇的結(jié)果形成了大量適合不同地理、氣候條件的地方品種，為現(xiàn)代大豆育種提供了豐富的資源。大豆育種最初的直接親本即來自地方品種，中國最早育成的“黃寶珠”和“金大332”就是由地方品種選育的。早期的育成品種（育成品系）都是以地方品種為直接親本通過系統(tǒng)選育或雜交育成的。這些早期的育成品種（育成品系）再作為直接親本，或滲入新的外來種質(zhì)又育成了新的品種，如此多輪循環(huán)，育成更新的品種（品系）。所以充分認識和掌握每一輪育成品種的來源和遺傳基礎(chǔ)，進行系譜分析和遺傳構(gòu)成解析，對指導育種工作是十分重要的。

1 大豆育成品種系譜分析在育種中的作用

育成品種的系譜分析對指導育種者的育種工作具有重要的參考價值，它能較好的闡明作物育種的整體遺傳基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)育成品種性狀的演變和品種更替演變規(guī)律，總結(jié)出在育種過程中親本選擇和組合配制上的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)用于育種中的受體和供體親本。在此基礎(chǔ)上解析受體和供體親本遺傳構(gòu)成，挖掘其重要農(nóng)藝性狀相關(guān)的特異染色體位點和區(qū)段并揭示其遺傳效應(yīng)，將有利于提高育種工作中親本選配的準確性和效率，為創(chuàng)造新的受體和供體親本提供理論指導。

2 中國大豆育成品種系譜分析研究進展概況

蓋鈞鎰分析了1923—1995年中國651個大豆育成品種直接親本組成和組配方式，歸納出了348個祖先親本及其地理來源和其遺傳貢獻，將育成品種歸屬為348個細胞核家族和214個細胞質(zhì)家族，并提出75個對中國大豆育成品種遺傳貢獻最大的核心祖先親本[1-5]。在此基礎(chǔ)上，熊冬金等分析了1923—2005年全國6個生態(tài)區(qū)育成的1300個大豆育成品種的系譜資料，研究其祖先親本和直接親本組成，計算其核遺傳貢獻值[6]。認為與1923—1995年的相比，近十年來中國大豆育成品種遺傳基礎(chǔ)有所拓寬，祖先親本和直接親本群體擴大了近一倍，地理來源更廣泛。但遺傳貢獻有向少數(shù)祖先親本集中的趨勢，各生態(tài)區(qū)間的種質(zhì)交流仍少，中國大豆品種遺傳基礎(chǔ)有待進一步拓寬。張軍等從1923—2005年育成的1300個品種中抽選378份中國大豆育成品種組成代表性樣本，選用大豆核基因組64個SSR標記進行群體遺傳結(jié)構(gòu)分析、亞群體分化分析和遺傳多樣性與遺傳特異性分析[7]。證明中國大豆育成品種群體存在遺傳結(jié)構(gòu)上的地理生態(tài)分化和育成時期分化，因而各亞群具有相對遺傳特異性，體現(xiàn)在血緣構(gòu)成和特有、特缺及互補等位變異上，構(gòu)成了未來大豆育種中亞群間種質(zhì)或基因交流的遺傳基礎(chǔ)。

王彩潔等分析了20世紀40年代以來我國東北和黃淮海地區(qū)大面積種植的大豆品種113份[8]，通過系譜分析，總結(jié)出大面積種植品種的直接親本和祖先親本，指出以大面積種植品種作為“平臺親本”培育的新品種更容易在生產(chǎn)上種植應(yīng)用，更有希望成為新的大面積種植品種。

3 大豆育成品種系譜分析主要方法和相關(guān)術(shù)語

大豆育成品種系譜分析主要根據(jù)大豆品種系譜資料列出祖先親本（系譜資料來源主要是大豆品種志和咨詢大豆育種家），并繪制系譜圖。在此基礎(chǔ)上計算出每一個育成品種的祖先親本貢獻值。蓋鈞鎰在中國大豆育成品種系譜分析的基礎(chǔ)上，計算出每一育成品種的祖先親本細胞核遺傳貢獻值和細胞質(zhì)遺傳貢獻值[2]。凡由祖先親本經(jīng)自然變異選擇法育成的品種其祖先親本的細胞核遺傳貢獻值為1；凡由雜交育成的品種其雙親的核遺傳貢獻均為0.5，每一親本均再按均等分割方法上推其雙親，直至終極的祖先親本，這樣每一育成品種的各祖先親本核遺傳貢獻值總和應(yīng)等于1。由誘變育成的品種，其祖先親本核遺傳貢獻值的計算與自然變異選擇育成品種的方法相同；由雜交與誘變相結(jié)合的方法育成的品種，其祖先親本核遺傳貢獻值的計算與雜交育種相同。育成品種祖先親本的細胞質(zhì)遺傳貢獻值計算較簡單，不論何種育種方法只需檢視其用做母本的親本，上推至其終極的細胞質(zhì)祖先親本，每一育成品種只有1個細胞質(zhì)祖先親本，其細胞質(zhì)遺傳貢獻值為1，沒有分數(shù)或小數(shù)。

對骨干親本和育成品種進行共祖先度（親本系數(shù)）分析。親本系數(shù)是度量兩個個體共同血緣多少或親緣關(guān)系密切程度的指標，它是指從兩個個體各隨機抽取一個配子，這對配子所攜帶的相應(yīng)座上的基因?qū)傧嗤母怕?。親本系數(shù)也可定義為兩個親本在一個隨機位點的兩個等位基因后裔相同的概率，一般被用來反應(yīng)兩個親本間的血緣關(guān)系和遺傳差異。也有用親緣系數(shù)（coefficient of parentage，cop）方法反映整體的基因流向和品種間的遺傳相似程度[9]，是對基因組的宏觀分析。近年來，依據(jù)長期的育種進程中所形成的系譜信息，用親緣系數(shù)度量品種間的親緣關(guān)系，已在大豆、玉米、小麥等作物上進行分析。研究表明，對于已知系譜信息的自花授粉作物來說，cop是一種簡便的評價遺傳多樣性方法。

近年來，研究者常利用大豆育成品種表型分析，SSR分析，聚類圖，系譜分析和親本系數(shù)分析來闡明育成品種遺傳多樣性，揭示優(yōu)異種質(zhì)在育種過程中的交流現(xiàn)狀，分析育成品種間的遺傳相似性和親緣關(guān)系，揭示其遺傳基礎(chǔ)。聚類分析是以分子數(shù)據(jù)和農(nóng)藝性狀表型數(shù)據(jù)構(gòu)建矩陣，形成聚類圖來分析育成品種的遺傳基礎(chǔ)。

［1］蓋鈞鎰,崔章林.中國大豆育成品種的親本分析[J].南京農(nóng)業(yè)大學學報,1994,17(3):19-23.

［2］蓋鈞鎰,趙團結(jié),崔章林,等.中國大豆育成品種中不同地理來源種質(zhì)的遺傳貢獻[J].中國農(nóng)業(yè)科學,1998,31(5):35-43.

［3］蓋鈞鎰,趙團結(jié),崔章林,等.中國1923-1995年育成的651個大豆品種的遺傳基礎(chǔ)[J].中國油料作物學報,1998,20(1):20-26.

［4］蓋鈞鎰,趙團結(jié).中國大豆育種的核心祖先親本分析[J].南京農(nóng)業(yè)大學學報,2001,24(2):20-23.

［5］崔章林,蓋鈞鎰,Carter T E Jr,等.中國大豆育成品種及其系譜分析(1923-1995)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1998:23-311.

［6］熊冬金,趙團結(jié),蓋鈞鎰.中國大豆育成品種親本分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2008(9):2589-2598.

［7］張軍,趙團結(jié),蓋鈞鎰.中國大豆育成品種群體遺傳結(jié)構(gòu)分化和亞群特異性分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2009(6):1901-1910.

［8］王彩潔,孫石,吳寶美,等.20世紀40年代以來中國大面積種植大豆品種的系譜分析[J].中國油料作物學報,2013,35(3):246-252.

［9］王江春,胡延吉,余松烈,等.建國以來山東省小麥品種及其親本的親緣系數(shù)分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2006,39(4):664-627.

S324

A

1674-3547(2014)02-0043-02

2014-03-03

王玉蓮，女，副教授，從事大豆栽培教學研究，E-mail:363347263@qq.com

國家重點基礎(chǔ)研究計劃（973）項目（2011CB109301）