大豆分子育種現(xiàn)狀分析與展望

孫向偉 于岸洲 李曉雪

（1.東北農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，黑龍江哈爾濱 150030；2.東北農(nóng)業(yè)大學生命科學學院，黑龍江哈爾濱 150030；3.西南大學園藝園林學院，重慶 400715）

大豆屬于糧油作物，人們食用后能夠獲取大量的蛋白質(zhì)，有利于身體健康發(fā)展。經(jīng)過長期的發(fā)展，我國已經(jīng)擁有上千個大豆品種，但在不斷的發(fā)掘研究過程中，采用傳統(tǒng)的育種方式已無法快速地培育出更佳的品種。而分子育種方式在實踐期間實現(xiàn)有效應用，為大豆種植發(fā)展做出貢獻。

1 大豆分子育種的現(xiàn)狀

作物分子育種概念在2003年出現(xiàn)，逐漸得到認可，并隨著相關技術水平的不斷提高也逐漸成熟。

1.1 標記輔助育種生物在生長發(fā)育過程中，所處的環(huán)境會不斷發(fā)生變化，而其為適應客觀環(huán)境會進行相應的進化，由此會引發(fā)DNA序列的變化，而此種變異具有一定的遺傳性，同時也是分子標記輔助育種的原理。生物體內(nèi)蘊含多個分子，因此，標記組合方式有多種情況。最佳的分子標記選擇，其遺傳應呈現(xiàn)多態(tài)化的情況，同時應呈顯性，分子標記能夠重現(xiàn)并具有較強的穩(wěn)定程度。此外，所選的分子標記應包含大量的信息，有助于提升分子分析效果，同時能夠使用較為簡便的分析模式獲得信息，有助于提高該環(huán)節(jié)的現(xiàn)代化程度，控制研究項目的資金投入量。標記輔助方式育種經(jīng)過多年的研究探索，已經(jīng)實現(xiàn)大幅度提升，并研究出多種相關技術[1]。

1.1.1 PCR分子標記 此種方式中主要有兩項內(nèi)容。①RAPD。采用此技術能夠根據(jù)多個分子組進行分析，相較于其他分析方式而言，RAPD技術對于分子總數(shù)以及質(zhì)量無過高要求。此外，使用該項技術耗費的時間較短，且操作較為簡單，有助于合理縮減前期準備的部分環(huán)節(jié)。需要注意的是，該項技術也存在不足之處，其敏感程度較高，無法進行多次操作。②SCAR標記。此項編輯技術是在RAPD的基礎上發(fā)展起來的，對RAPD片段實施克隆，并對其進行末端測序，根據(jù)所選片段的兩端序列設置專門的引物，之后對DNA片段實施PCR操作，將其與原本的分子片段進行單一位點的鑒別操作。該項技術具有較強的共顯性，分析分子成果可借助擴增產(chǎn)物效果得知。此項技術相較于上述的RAPD標記，更為快捷，且具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，能夠進行多次操作。

1.1.2 分子雜交 該項技術是最早的DNA標記技術，其基本類型為點的多態(tài)性和序列的多態(tài)性。RFLP技術具有較強的穩(wěn)定性，但實驗操作步驟過多，整體的投資數(shù)額較大，綜合多方因素考量，僅能應用在較小規(guī)模的分子育種項目中。

1.1.3 限制性酶切與PCR技術融合 實驗操作較為簡單，且具有較強的共顯性，同時采用此項分子標記技術對DNA的數(shù)量以及濃度要求較低。在實際操作中，相關人員需要較長的引物，并且最終呈現(xiàn)的擴增效果較為穩(wěn)固，不僅可以去除RFLP技術中的膜轉(zhuǎn)印環(huán)節(jié)，還能確保基本的精準性。另外，其操作技術含量較低，現(xiàn)代化程度較高。

1.1.4 SNP分子標記技術 該項技術展現(xiàn)出來的多態(tài)性包括單個堿基的變異，主要是由單個堿基通過轉(zhuǎn)換、顛換形成的。該項技術的自動化程度較高，實驗時長短，技術人員可借此構建規(guī)范化的操作，能夠應用于大規(guī)模的實驗項目中。

1.2 轉(zhuǎn)基因目前，大豆的轉(zhuǎn)基因技術應用較多的是農(nóng)桿菌介導技術以及基因槍技術。我國在該方面的研究仍停留在植株選擇、檢測以及鑒定階段。部分學者借助農(nóng)桿菌介導方式提高轉(zhuǎn)化的效果，不僅實現(xiàn)了提升轉(zhuǎn)化效率的目標，還能為后續(xù)的大豆育種提供基礎性的保障。目前，我國已針對大豆的抗蟲、抗病等方面開展相應的實驗項目，相較于其他國家，國內(nèi)對該方面的研究仍處于初期階段，且產(chǎn)業(yè)化的程度較弱。在轉(zhuǎn)基因技術不斷發(fā)展的趨勢下，大豆分子標記育種在未來會不斷改進。分子育種技術是對原本的DNA信息進行深度探索，借助專業(yè)檢定、親本選擇組合以及后代選擇開展高技術含量的實驗項目，在大豆方面的相關研究屬于新興的模塊，相關學者正在不斷探索[2]。

2 研究展望

就分子育種長期的發(fā)展情況而言，是未來發(fā)展的主攻方向，在實驗項目中，確定更多的DNA功能，對使用該項技術進行育種的效果會更加明顯。大豆光周期基因?qū)嶒烅椖?，既可以直接應用在相關的育種項目中，又能為提高大豆的質(zhì)量和產(chǎn)量起到一定的支持作用。目前，由于大豆的種植面積較小，導致總體的產(chǎn)量逐漸下降，無法滿足市場需求。出現(xiàn)此種情況主要受兩個方面因素的影響：第一，由于其他作物的經(jīng)濟效益較高，導致大豆的實際種植面積逐漸縮?。坏诙?，相關市場中的部分大豆是以較低價格從其他國家購進。

3 結語

近年來，我國在大豆育種方面仍采用傳統(tǒng)的作業(yè)模式，但經(jīng)過相關學者的共同努力，其分子育種方式已經(jīng)實現(xiàn)較好的發(fā)展，為未來的育種設計環(huán)節(jié)奠定了基礎。相信該項技術在大豆育種方面的價值會受到更多人的認可，并在實際作業(yè)中突顯其應用價值。