美國矮源間接利用與半矮稈大豆合農(nóng)76創(chuàng)新

鄭　偉　郭　泰　王志新　李燦東　張振宇　郭美玲　張茂明　王慶勝　李志民

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院佳木斯分院，佳木斯154007）

美國矮源間接利用與半矮稈大豆合農(nóng)76創(chuàng)新

鄭偉郭泰王志新李燦東張振宇郭美玲張茂明王慶勝李志民

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院佳木斯分院，佳木斯154007）

利用國內(nèi)優(yōu)良大豆種質墾農(nóng)19與含有美國矮稈基因的大豆種質合農(nóng)57雜交，在窄行密植條件下，結合品質分析與抗病鑒定，經(jīng)過11年連續(xù)定向選擇，創(chuàng)新出半矮稈耐密植、蛋白質含量高、抗病能力強的大豆新種質合農(nóng)76。該品種適宜壟三栽培和窄行密植栽培，壟三栽培密度為35萬～40萬株/hm2、窄行密植栽培種植密度40萬～45萬株/hm2；蛋白質含量41.98%，脂肪含量為20.43%，為油飼兼用型品種；高抗灰斑?。辉谡忻苤矖l件下參加區(qū)域試驗平均產(chǎn)量3046.5kg/hm2，較對照品種合豐50號平均增產(chǎn)15.2%；生產(chǎn)試驗平均產(chǎn)量3311.9kg/hm2，較對照品種合豐50號平均增產(chǎn)16.1%。合農(nóng)76是我國自主育成的第一個適合干旱、半干旱地區(qū)應用的半矮稈耐密植型春大豆種質，對推動黑龍江省大豆生產(chǎn)發(fā)展具有重要意義。

矮稈基因；半矮稈；耐密植；合農(nóng)76；創(chuàng)新

半矮稈耐密植大豆的出現(xiàn)引起了大豆栽培史上的一次綠色革命，使大豆種植密度成倍增加，帶動了大豆產(chǎn)量的再一次飛躍［1］。我國最早開展半矮稈大豆育種的單位是黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院佳木斯分院（原合江農(nóng)業(yè)科學研究所），1994年合作引進半矮稈大豆種質資源開始配置雜交組合［2-3］，此后國內(nèi)其他育種單位也相繼開展此項研究，目前我國半矮稈大豆育種已經(jīng)取得了階段性進展，育成了一系列半矮稈耐密植品種［4］。隨著對半矮稈大豆品種及其配套窄行密植栽培技術研究的不斷深入，我國大豆科技工作者逐漸意識到以往研究的株高50～60cm的半矮稈大豆很難適應我國大豆主產(chǎn)區(qū)干旱半干旱的生態(tài)環(huán)境［5］，株高在70cm左右的耐密植大豆更能夠適應我國大豆主產(chǎn)區(qū)的生態(tài)條件。因此黑龍江省農(nóng)科院佳木斯分院將育種目標設定為選育株高70cm左右的半矮稈耐密植大豆新種質，根據(jù)該育種目標配置大量組合，經(jīng)過多年連續(xù)定向選擇，育成了半矮稈耐密植大豆新品種合農(nóng)76，合農(nóng)76既含有美國半矮稈品種的耐密植性又適合黑龍江省干旱、半干旱區(qū)的壟作窄行密植栽培模式。

1　親本來源與選育過程

1.1親本來源母本墾農(nóng)19亞有限結莢習性，主莖結莢為主，抗倒伏能力強，株高70～80cm，蛋白質含量37.74%，脂肪含量23.27%，中抗大豆灰斑病。父本合豐57亞有限結莢習性，含有美國半矮稈耐密植基因，抗倒伏能力強，株高85～90cm，油分含量平均為22.87%，蛋白質含量平均為38.36%，中抗大豆灰斑病。

1.2選育過程試驗于2004-2015年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院佳木斯分院、黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院海南南繁基地和黑龍江省東部三江平原低濕區(qū)試驗點進行，室內(nèi)試驗在黑龍江省三江平原主要農(nóng)作物栽培育種重點實驗室和農(nóng)業(yè)部谷物及制品質量監(jiān)督檢驗測試中心（哈爾濱）進行。2004年配制雜交組合200477（墾農(nóng)19×合豐57），當年冬季南繁種植F1；2005年分院種植F2，當年冬季南繁種植F3；2006-2007年分院分別種植F4、F5，并于F5決選品系合交07-707；2008-2011年分院進行品種產(chǎn)量鑒定試驗，同時2011年參加黑龍江省品種預備試驗；2012-2013年參加黑龍江省品種區(qū)域試驗，2014年參加黑龍江省品種生產(chǎn)試驗，完成全部試驗程序，2015年春季通過黑龍江省農(nóng)作物品種審定委員會審定推廣，定名為合農(nóng)76（圖1）。

圖1　合農(nóng)76系譜圖

1.3試驗方法田間按照組合順序種植，于組合前2行種植相應的親本，行長5m，行距0.45m，株距5.0cm。從F2開始，在窄行密植條件下種植，設置行距0.45m，密度為45萬株/hm2，選擇抗倒伏能力強的單株或株行。F2～F5每年大豆R2期用灰斑病混合菌種對后代單株進行接種鑒定，8月下旬開始調(diào)查病害的發(fā)生情況，對抗病能力強、豐產(chǎn)性突出和綜合性狀好的單株進行掛牌標記，作為秋季田間選擇的重要依據(jù)。

產(chǎn)量鑒定試驗采用標準區(qū)法，4行區(qū)，行長5m，壟距0.45m，株距0.05m；品種產(chǎn)量比較試驗與省區(qū)域試驗均采用隨機區(qū)組設計，3次重復，10行區(qū)，行長6m，行距0.45m，株距0.05m；生產(chǎn)試驗在0.45m壟距窄行密植栽培條件下，保苗45萬株/hm2，采用大區(qū)對比法，不設重復，小區(qū)面積不少于300m2。

從F5到品種參加生產(chǎn)試驗期間，連續(xù)多年多點進行品質分析，采用DA7200近紅外谷物分析儀檢測與委托農(nóng)業(yè)部谷物及制品質量監(jiān)督檢驗測試中心（哈爾濱）進行檢測相結合，根據(jù)檢測結果選擇品質優(yōu)良的個體與株系。

2　品種分析

2.1品種創(chuàng)新在篩選國內(nèi)外優(yōu)良資源的基礎上，采用有性雜交，聚合優(yōu)良基因，累加有利性狀；在試驗方法上采用田間試驗與室內(nèi)鑒定相結合，一點試驗與多點鑒定結合，南繁與北育相結合；在后代選擇上采用系譜法和混合摘莢法進行選擇，通過先進的鑒定手段與方法對后代進行品質和抗性選擇，培育出半矮稈耐密植、高蛋白、抗灰斑病的大豆新種質合農(nóng)76。該品種為亞有限結莢習性，株高72.7cm，有分枝，紫花，尖葉，灰色茸毛，莢彎鐮形，成熟時呈褐色；粒圓形，種皮黃色，種臍淺黃色，有光澤，百粒重19.3g；在適應區(qū)出苗至成熟生育日數(shù)115d，需≥10℃活動積溫2350℃。

2.2產(chǎn)量結果該品種2011年參加黑龍江省預備試驗，窄行密植條件下（45cm小壟密植，保苗45萬株/hm2）4點平均產(chǎn)量為3218.4kg/hm2，較對照品種合豐50（70cm壟距，保苗28萬株/hm2）平均增產(chǎn)17.4%；在窄行密植條件下，2012-2013年省區(qū)域試驗2年10點次試驗平均產(chǎn)量3046.5kg/hm2，較對照品種合豐50增產(chǎn)15.2%；2014年省生產(chǎn)試驗平均產(chǎn)量3311.9kg/hm2，較對照品種合豐50增產(chǎn)16.1%。

2.3耐密性合農(nóng)76產(chǎn)量鑒定試驗、區(qū)域試驗、生產(chǎn)試驗均在窄行密植條件下進行，保苗株數(shù)為40萬～45萬株/hm2，通過試驗表明合農(nóng)76號在此密度條件下田間倒伏1～2級，倒伏級別明顯低于對照品種，田間病蟲害較輕，群體產(chǎn)量優(yōu)勢突出，表現(xiàn)出了較強的耐密植能力。

2.4品質分析結果經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物及制品質量監(jiān)督檢驗測試中心（哈爾濱）2012-2014年連續(xù)3年測定，合農(nóng)76蛋白質含量平均為41.98%，脂肪含量平均為20.43%，蛋白質+脂肪總和為62.41%，為雙高類型品種，其中蛋白質含量較雙親分別提高11.2%和9.4%。

2.5抗病性鑒定結果經(jīng)黑龍江省農(nóng)作物品種審定委員會指定灰斑病鑒定單位（黑龍江省農(nóng)科院佳木斯分院植保研究所）采用灰斑病混合菌種進行田間接種鑒定，2012-2014年3年均表現(xiàn)為高抗灰斑病，抗病能力較雙親有較大提高。

2.6適宜種植區(qū)域適宜黑龍江省第二積溫帶大面積種植，第一積溫帶下限和第三積溫帶上限做搭配品種種植，同時也適宜吉林省的東部山區(qū)、半山區(qū)和內(nèi)蒙古自治區(qū)的興安盟、呼倫貝爾盟等相同生態(tài)條件的地區(qū)種植。

2.7栽培技術要點該品種在適應區(qū)5月上中旬播種，選擇中上等肥力地塊種植，采用壟三栽培和窄行密植栽培兩種種植方式，壟三栽培一般保苗35萬～40萬株/hm2，窄行密植栽培一般保苗40萬～45萬株/hm2，播種前采用衛(wèi)福種衣劑或者微肥進行拌種。采用農(nóng)家肥與化肥結合，種肥與追肥結合，有機、無機肥料配合施用，氮磷鉀肥配合施用。種子與肥料分層施用，底肥深施，生育期間看苗情適當追肥。在一般栽培條件下，每hm2施磷酸二銨150～200kg、尿素30～50kg、鉀肥50～70kg。田間采用化學藥劑除草或人工除草，中耕2～3次，拔大草1～2次；生育期間追施葉面肥1～2次，8月上旬根據(jù)蟲情預報利用化學藥劑進行大豆食心蟲防治；9月下旬至10月上旬大豆完全成熟時進行收獲。

3　品種創(chuàng)新分析

3.1親本選擇是關鍵大豆起源于我國，我國大豆種質資源豐富［6］，有很多矮稈大豆種質資源。我國矮稈大豆種質資源植株形態(tài)雖然矮，但是在栽培過程中往往表現(xiàn)為不耐密植。要想創(chuàng)新矮稈耐密植大豆種質，選擇含有dt基因的美國種質資源作為親本是成功的關鍵［7］。美國半矮稈大豆特點突出，但對我國目前大豆主產(chǎn)區(qū)生態(tài)條件的適應能力不強，改良起來困難較多，為了保持創(chuàng)新種質的耐密性和廣適性，可選擇當?shù)氐闹髟云贩N作為其中一個親本，往往能夠取得較好的效果［8］。本研究選擇了當?shù)刂髟缘膲ㄞr(nóng)19作為母本，與含有國外基因的合農(nóng)57進行雜交取得了成功，育成了既含有美國矮稈耐密植基因，又適應當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的大豆新種質合農(nóng)76。

3.2組合方式多樣化美國半矮稈大豆熟期晚，矮稈半矮稈育種成功的關鍵是熟期的改良，一般進行多次雜交效果較好［5］。胡喜平等［4］研究認為在利用美國的半矮稈大豆資源進行矮稈半矮稈育種時，適當用2個當?shù)卦缡炱贩N與之三交，可以更快更直接更有效地利用資源。本研究在利用HOBBIT為核心種質進行回交和輻射育種的基礎上獲得中間種質合農(nóng)57，利用當?shù)刂髟云贩N與中間種質合農(nóng)57進行再次雜交，取得了成功，可見在美國半矮稈大豆改良過程中單交、回交和聚合雜交等組合方式均具有一定的效果，在半矮稈大豆育種實踐中應該按照育種目標靈活選擇組合方式，本研究進行多種組合方式的復合利用取得了較好的效果。

3.3選擇條件是保障品種的耐密性是受多基因控制的數(shù)量性狀，因此，耐密性品種的選育應該在密植條件下進行。胡喜平等［4］研究認為，在壟作稀植條件下選擇的品種在密植條件下產(chǎn)量不一定高。為了提高選擇效率，本研究將耐密性作為第一育種目標，在高肥足水的條件下，早期世代即為試驗材料創(chuàng)造了一個窄行密植的栽培條件，在此基礎上進行其他性狀的選擇，育成品種在耐密性上較雙親有較大提高。因此，半矮稈耐密植大豆選擇要獲得成功，選擇環(huán)境至關重要。

［1］胡國華．矮稈品系窄距密植條件下的增產(chǎn)潛力．大豆通報，1998（1）：4-8

［2］張敬濤，王成，王謙玉，等．半矮稈大豆合豐42最佳群體結構分析．中國農(nóng)學通報，2005（4）：130-132

［3］張敬濤，鄭殿峰，申小惠，等．半矮稈大豆窄行密植超高產(chǎn)生長發(fā)育動態(tài)研究．大豆科學，2009，28（5）：23-25

［4］胡喜平，劉忠堂，郭泰，等．利用美國大豆矮源進行矮稈半矮稈育種的研究．大豆科學，2001，20（3）：119-214

［5］鄭偉．矮稈半矮稈耐密植超高產(chǎn)大豆種質資源創(chuàng)新研究．中國種業(yè)，2012（12）：15-16

［6］常汝鎮(zhèn)，孫建英，邱麗娟．中國大豆種質資源研究進展．作物雜志，1998 （3）：7-9

［7］郭泰，劉成貴，鄭偉，等．美國矮稈大豆資源引入與育種利用效果分析．大豆科學，2014，33（5）：638-641

［8］邱麗娟，常汝鎮(zhèn)，袁翠平，等．國外大豆種質資源的基因挖掘利用現(xiàn)狀與展望．植物遺傳資源學報，2006，7（1）：1-6

2016-04-23）

國家科技支撐項目（2011BAD35B06）；國家科技支撐計劃（2011DFR30840）；國家“863”計劃（2011AA10A105）；國家現(xiàn)代大豆產(chǎn)業(yè)技術體系（CARS-04-CES05）

郭泰