| 标题 | 大豆常规杂交育种和生物分子育种的优劣对比 |
| 范文 | 古晓红 李方舟 张海生 摘 ? 要：目前，大豆育种技术、育种手段发生了重大变革，从大豆育种目标分析到大豆育种手段展开了论述，通过对大豆传统育种方法和现阶段兴起的生物分子育种方法的对比，分析其优缺点，并探讨了如何将两者有机结合，取长补短，根据不同育种目标建立相应的育种策略，提高育种成功率。 关键词：大豆常规杂交育种;生物分子育种;优劣对比 大豆起源于中国， 在轩辕黄帝时已种植。大豆也称黄豆，古称“菽”，被称为“田中之肉” “绿色牛乳”。大豆是通过自花授粉繁殖后代的，一般其异交率很低，可以忽略不计。 随着科学技术的不断进步，大豆育种方式也顺应时代在不断地进步，从原始的自然变异选育到常规杂交育种。现阶段随着生物技术的兴起与发展，生物分子育种也被广泛地应用到大豆育种中。但常规杂交育种迄今为止仍然是大豆育种最主要、最通用、最有效的手段之一[1]。 1 ? 育种目标 杂交育种的原理是基因重组，通过基因分离、自由组合，分离出优良性状或使各种优良性状集中在一起，所以选择优良的父、母本是至关重要的。通过对目标父、母本的基因重组，即利用各种育种途径，如人工杂交或者分子标记等手段，通过基因重组分离出一些优良性状，并使各种优良性状集中在一起，进而选育出理想的目标材料，所以说亲本的选择是大豆育种成败的关键。 另外，育种目标总是多方面的，如果父、母本都是优点多、缺点少，那么无论通过什么育种手段选育出的后代，出现综合性状较好的材料的概率就大，就有可能选出优良的品种。 但无论是常规杂交育种还是生物分子育种，其育种目标都是一致的，即在不同品种间选取自己所要的，如将丰产性、熟性、抗性、品质好的品种作为选择目标，通过各自的方法，达到同一个目的。 1.1 ? 丰产性 我国是一个农业大国，丰产无疑是育种目标的重要指标。但大豆的产量问题至今仍然是育种过程中遇到的瓶颈，据相关数据统计，我国2020年力争大豆种植面积达933万hm2，而仅美国在2019年种植的面积就已达3 239万hm2。那么要想在有限的土地上获得更高的收益，提高单位面积产量是不可忽视的一项重要研究内容。 1.2 ? 成熟性 我国大豆产区分为五大类，分别为北方春大豆产区、黄淮海流域的夏大豆产区、长江流域的春夏大豆产区、东南春夏秋大豆产区和华南四季大豆产区。且不说南方地域的产区，就北方春大豆而言，其成熟期至关重要。因为气候条件，北方春大豆大多于 5月上旬播种，至9月底到10月初成熟收获。所选育品种的成熟期是一个关键性指标，在气温不稳定的情况下，既要避免低温年份晚熟贪青的减产，又要避免高温年份过于早熟浪费积温而减产，所以选育出生长期适合的品种也至关重要。 1.3 ? 抗性 大豆品种的抗性主要有抗病性、抗倒伏性、抗逆性等。大豆的病虫害主要包括花叶病毒病、叶斑病、根腐病、灰斑病、孢囊线虫病、大豆食心虫及蚜虫等，近年来，点蜂缘蝽虫害也十分猖獗。针对这些病虫害，一方面可通过外界药物控制，另一方面也可通过后代选育选出抗病性强的品种，用于后代杂交，通过人工选育方法将其抗性遗传下去。 抗倒伏主要是通过提高大豆茎的机械强度和降低大豆株高等方式，防止大豆倒伏;抗逆性则是指大豆对逆境的忍耐和抵抗能力[2]。 1.4 ? 品质 大豆的品质包括很多，如籽粒外观品质，可溶性糖、脂肪和蛋白质含量等，所关注的品质通常与其利用方向有关。 2 ? 大豆常规杂交育种法 大豆为自花授粉作物，天然杂交率一般不超过0.1%～3%。大豆花为总状花序，分别生长在腋中和顶部，形成腋生花序和顶生花序。花朵簇生在花梗上，称为花簇。花簇长短不一， 长者有花10～30朵，短者只有3～5朵花。每朵花有花萼5 片，其下部联合成筒状。花萼内有旗瓣、翼瓣和龙骨瓣等5个花瓣。 大豆杂交技法为：第一步，选择母本植株，要选择有花且有1～2个花序已开放、生长发育良好、健壮、无病虫害的植株，一般尽量选择主茎上的花朵作为杂交目标。第二步，就是选定用于去雄用的花朵，以花冠露出花萼1～2 mm，但尚未伸出萼尖的花朵最适宜。花朵选定后，应将该花序中其余的花蕾全部摘除，特别是花序边部一定要清除干净。一般在一个植株上选2～4个花序，1个花序中只留2～4朵花作杂交用。第三步，就是选定去雄时间，去雄应在开花前1 d的3：00～7：00 PM或开花当天7：00 AM之后，将适于杂交的花朵先用镊子去除花萼的茸毛、萼片的上半部和花瓣后，在用镊子去除花瓣时，一定要注意镊子的方向和角度，镊子应背向花瓣开启方向且倾斜45°，捏住花瓣上半部轻轻提起，这个环节非常重要。如果角度和尺度把握好，可一次将花瓣和花药一次清除干净，而使柱头完好无损[3]。 3 ? 大豆分子育种法 大豆生物分子育种主要方法有两种：①大豆分子标记辅助育种。该方法分为大豆遗传图谱的构建、大豆重要性状基因定位和大豆分子标记辅助选择3方面。近年来，随着生物技术的不断兴起与发展，在大豆遗传图谱的构建方面，标记密度逐步提高，图谱之间的整合也更加完善，使饱和遗传图谱得以构建。基因定位方面，国内外主要集中在产量、品质等一些农艺性状的基因定位研究。近年来，种子大小、光周期、花期、茎强度、蔗糖、脂肪酸和一些耐逆性通过了基因定位。大豆分子标记辅助方面，中国研究者对大豆脂肪含量、SCN抗性、SMV抗性作了标记，国外对产量、花叶病毒病、白粉病等作了一些分子标记选择。②大豆转基因及分子设计育种。大豆转基因方法，主要是在子叶节、胚轴等部位用基因枪法、农杆菌介导法进行遗传转化。而随着优异基因的不断发掘和转基因技术的不断进步，Peleman提出了設计育种构想，其主要内容为先确立基因和环境的一级基因位点之间的关系，根据不同育种的需求选择目标基因型，最后设计适宜的育种方案，进行育种设计[4-6]。 4 ? 优劣对比 无论大豆常规育种还是大豆分子育种，其选育的品种都必须符合高产、稳产、优质、适宜机械化等要求，这也是大豆优良品种所必备的基本条件。 通过人工杂交选育，可以使父、母本的基因重新组合，形成不同的基因型，选育出多种后代;不同后代可以将优良微基因积累，可能出现比亲本优良的性状，或通过基因互作，产生亲本不具备的新性状。另外，常规育种方法简单，但大豆是闭花授粉作物，人工常规育种时需要保持良好温度、湿度，只有这样，才能提高人工杂交成活率。另外，常规人工杂交的育种周期长，需要通过后代的几代选择才能选育出好的材料[7-8]。 而通过生物分子育种选育新品种，其优点是目标性强、成功率高。目前，分子育种能够定向改变大豆遗传性状，打破基因连锁，使优良基因能够共享，打破不良基因的表达。其在产量预测、鉴定品种、品质检测等方面充分发挥作用，提高工作效率。但分子育种造价昂贵，需要有一定的财力支持。 5 ? 展望 目前，我国关于大豆分子育种还处于初级阶段，从发展趋势看，需要注重以下方面的研究：挖掘有重要利用价值的基因;挖掘多种遗传背景环境下的大豆QTL;多种性状转基因大豆的培育;加强大豆功能基因组学方面的研究等。 作为育种工作者，当前面临的主要问题是常规育种不能与分子育种有机结合，常规育种与分子育种不能取长补短、优势互补。为了加快我国育种进度和质量，必须形成一套有效机制和方法，使二者能够有机融合，为大豆事业作出更大贡献。 参考文献： [ 1 ] 毕影东，李炜肖，佳雷，等.大豆分子的育种现状、挑战与展望[J].中国农学通报，2014，30（6）：33-39. [ 2 ] 蔣炳军，岳岩磊，王彩洁，等.大豆分子育种研究进展[J].大豆科学，2012（4）：662-667. [ 3 ] 曲梦楠，蒋炳军，刘薇，等.大豆分子育种研究新进展[J].中国农业科技导报，2014（3）：8-13. [ 4 ] 师颖，马利平，张瑞军.大豆杂交育种研究进展[J].中国种业，2017（8）：17-19. [ 5 ] 姜海英.浅谈北方春播大豆杂交育种[J].内蒙古农业科技，?2011（5）：124-125. [ 6 ] 程砚喜，王维田.大豆高产杂交育种的亲本利用及种质来源简述[J].大豆通报，1998（6）：3-5. [ 7 ] 陈学珍，谢皓，李莉，等.大豆杂交F2代农艺性状的遗传变异分析[J].北京农学院学报，2002（1）：1-7. [ 8 ] 周翔，李廷泉，冀宪武.浅论大豆部分核不育在杂交育种中的利用——大豆改良式轮回选择法初探[J].大豆通报，1996（2）：3. |
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