吉林大豆种质资源评价研究课件.ppt

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1、,杨光宇王洋吉林省农业科学院大豆研究中心,吉林省大豆种质资源评价研究,大豆种质资源不仅是大豆育种的基础，也是开展大豆起源、进化、遗传、生理生化、解剖学等研究的基础材料。吉林省大豆科技工作者在大豆品种资源的收集、创新和利用研究方面做了大量卓有成效的研究工作，1980年以来已有14项科研成果获得省（部）级以上的奖励，其中国家级奖励2项，省（部）级科技进步一等奖6项。,一、栽培大豆品种资源研究,1、大豆种质资源的收集,吉林省早在1913年就有计划地开展了大豆品种资源的收集和利用的研究。解放前共收集到大豆品种资源500多份。解放以后，在上世纪50年代，吉林省农业科学院先后进行两次地方大豆品种的收集，1

2、979年又进行了补充收集，共收集到大豆品种近千份。随着育种工作的开展，一些育成品种及优良育种中间材料和国外大豆品种资源不断补充进来。到目前为止，吉林省农科院共保存栽培大豆品种资源7436份。,2、吉林省大豆品种资源的分布,吉林省地方品种资源的生育期（出苗成熟的天数）变幅为94d144d，包括六个类型，即：,各熟期组所占比例示意图,地方品种的结荚习性类型：以无限型居多，占全部品种的70.9%；少数为有限和亚有限类型，二者比例相近。其地理分布与吉林省的降雨量和土壤肥力相适应。育成品种结荚习性类型：上世纪5060年代，以无限类型为主，有限和亚有限类型并重；70年代，无限和亚有限类型并重，保持一定比例

3、的有限类型；80年代至今，以亚有限类型为主，有相当比例的无限类型。总的趋势是无限类型减少，亚有限类型增加，这与吉林省生态条件和生产发展是相适应的。,百粒重的地理分布与结荚类型分布基本一致。,吉林省地方品种百粒重的变幅为4.9g43.6g。按百粒重将籽粒大小分为七级，即：,特大粒,大粒,中大粒,中粒,中小粒,小粒,特小粒,30g,25g,20g,15g,10g,5g,3、吉林省大豆品种资源的评价,1980年以来，组织资源、植病、昆虫、生理、品质分析等专业与院内外有关单位协作，对吉林省栽培大豆品种资源的农艺性状、病虫抗性、生理特性、化学品质、抗逆性等方面进行了比较全面系统的研究，筛选出一批抗源及优

4、良种质。生育期类型及其生育期构成与产量的关系是：在一定的范围内，大豆产量是随着生育期的延长而增加，大豆高产的生育期类型是与当地生态条件适应的类型。从各发育阶段占全生育期的比值来看，苗期随生育期的延长而增加；花荚期和鼓粒成熟期随生育期延长而减少。各生育阶段对品种生育期的影响，苗期鼓粒成熟期花荚期。,（1）生育期评价,平均株高88.8（36.8）cm，变异幅度25.6cm139.0cm；分枝数2.39（1.47）个，变异幅度为0.26.8个；分枝总长与株高比值1.53（0.58），变异幅度0.184.14；株宽与株高比值0.24（0.08），变异幅度为0.040.57。吉林省育成品种从株型性状上看

5、，高秆型品种占30.0%，中秆型占58.0%，矮秆型占12.0%；主茎型占全部品种的74.9%，分枝型占25.1%；张开型占全部的24.1%，收敛型占74.9%。总的看来，以主茎型为主。目前生产上的主要推广品种，几乎全部是中高秆主茎收敛型。,（2）株型性状评价,82.2%的吉林省大豆品种资源对SMV表现感病，地方品种感病尤为严重，育成品种感病稍轻。抗源十分缺乏，只有少数品种表现中抗。霜霉病在吉林省各地均有发生，东部和中部地区雨量较多，发生较普遍。吉林省大豆品种资源对霜霉病多数表现抗病，抗病性西部地区强于东部地区。抗源十分丰富，鉴定出高抗霜霉病品种230份，占全部品种的28.3%；育成品种37.

6、3%表现抗病和高抗。吉林省的大豆品种资源较抗灰斑病。东部地区品种比西部地区品种表现抗病性强；育成品种的抗性高于地方品种。抗源比较丰富。吉林省大豆品种资源对SCN1号生理小种感病较轻，97.2%的品种表现中感；多数品种对3号生理小种表现感病，有相当数量的品种表现高感。西部地区品种比东部地区品种感病轻，深色大豆感病轻。吉林省缺乏胞囊线虫抗源。,（3）抗病性的评价,吉林省大豆品种资源多数表现抗大豆食心虫，中抗以上材料占全部品种的57.4%。品种的抗虫性，东部地区高于西部地区，育成品种高于地方品种。吉林省大豆品种资源多数感大豆蚜虫，感虫和高感品种占全部品种71.3%。有相当一部分品种较耐虫，以无限结荚

7、习性品种耐虫性强。抗虫品种占极少数，筛选鉴定出表现抗虫的品种5份。,（4）抗虫性的评价,上世纪80年代，吉林省农科院对700余份大豆品种进行连续三年耐旱性鉴定，筛选出一批耐旱品种资源；研究了水分胁迫对不同耐旱品种成熟期的影响。对利用田间综合鉴定指标筛选出的10个耐旱品种和7个不耐旱品种给予同样的水分胁迫处理后，耐旱品种的细胞膜透性明显小于不耐旱品种，可以将细胞膜透性作为衡量大豆品种耐旱能力的参考指标。利用人工气候箱控温对不同生育时期的大豆植株进行10低温（昼夜恒温，光照14h）处理10d，研究低温对大豆生长、发育、产量等的影响。分枝至开花前（花芽分化期）对低温处理最敏感，是大豆冷害的关键时期。

8、东北师大利用扫描电镜技术与光学技术相结合的方法，对耐盐野生大豆植株进行结构解剖分析，发现了耐盐野生大豆茎叶的盐腺结构，在国际上首次提出盐腺结构研究的理论。,（5）抗逆性的评价,蛋白质含量平均为41.83%，比黑龙江715份大豆品种的平均含量低1.25%，比辽宁西部和北部的582份大豆品种的平均含量低1.07%，比辽宁南部和东部的230份大豆品种平均含量低2.24%。吉林省大豆品种间的含量差异较大，变幅为33.15%48.50%，变异系数6.31%。18种氨基酸含量以谷氨酸最高，平均含量18.66%，其次为天门冬氨酸，平均含量11.33%，含量在2%以下的依次为胱氨酸蛋氨酸色氨酸。脂肪的变异幅度

9、为13.43%23.43%，平均含量为19.38%，比黑龙江省715份大豆品种资源平均含量高0.33%；比辽宁西部和北部的582份大豆品种资源平均含量高0.21%，比辽宁南部和东部的230份大豆品种资源平均含量高0.93%。吉林省大豆脂肪酸组成属于以亚油酸为主要成份的品种类型，亚油酸平均含量54%87%，各组分平均含量依次为亚油酸油酸棕榈酸亚麻酸硬脂酸。,（6）籽粒化学品质的评价,对吉林省814份大豆品种资源进行分析测定的结果表明：,二、野生大豆资源研究,1、吉林省野生大豆的生态分布,在吉林省野生大豆从海拔17m到1500m的地区广为分布。除海拔1500m以上、无霜期85d以下和PH值9.0以

10、上的地区没有发现野生大豆以外，绝大部分地区都有野生大豆生存。吉林省野生大豆分布密度的大小，有从西向东递增的趋势。,野生大豆与栽培大豆的染色体数相同，郑惠玉等（1983）在野生大豆中首次发现了有4条染色体带随体的材料，对大豆倍性的研究具有重要意义，为研究核仁及核仁组成区的生化作用提供了极其珍贵的材料。孙寰等（1987）利用来自全国各地的1700份野生大豆，测验了pb、fr、ep三个等位基因的频率后指出：ep基因的频率为零；pb基因频率为0.001，接近于零，只是在辽宁省的2份野生大豆中找到pb基因。fr基因的分布较复杂，长江流域及以南地区，fr频率为零；黄河流域及东北大部分地区均发现频率不等的f

11、r基因，其中以辽宁省野生大豆fr基因频率最高。在东北三省中，只有黑龙江省野生大豆fr基因频率为零。,2、野生大豆细胞学研究,上世纪80年代以来，吉林省农业科学院对我国不同纬度、同纬度不同海拔的野生大豆光周期在控光和自然光照条件下进行研究，野生大豆出苗到开花的天数随着光周期的缩短而减少，即表现了明显的短日照性，低纬度地区的野生大豆对光周期的反应较高纬度地区的敏感。野生大豆的生长点和第2片复叶对光周期反应最为敏感。徐豹等（1987）根据中国不同纬度地区野生大豆光温生态分析的结果，将中国野生大豆划分为7个生态类型。即：东北北部极早熟类型、东北早熟类型、西北高原早熟类型、华北中熟类型、中部中晚熟类型、

12、南部晚熟类型、东南沿海极晚熟类型。,3、野生大豆的生态研究,野生大豆叶片总体的光合速率低于栽培大豆，在营养生长时期野生大豆的光合速率高于栽培大豆，生殖生长时期则低于栽培大豆，各生育时期，与光合速率关系密切的性状也表现出类似的趋势。在一定范围内，叶绿素含量越多，光合作用越强，但野生大豆间存在显著差异，野生大豆上层长成叶的叶绿素含量开花初期最高，以后逐渐降低，鼓粒期明显下降，与栽培大豆趋势一致。野生大豆叶片全氮含量在结荚期最高，以后逐渐下降，鼓粒期明显下降。叶片光合速率在结荚期最高，以后随全氮含量的下降而降低。,4、野生大豆的生理生化性状研究,野生大豆种胚、子叶、种皮的SOD活性均为野生大豆中间类

13、型栽培大豆，随着进化程度的提高而活性降低。萌发过程中各部位（胚、子叶、种皮）SOD活性，萌发初期有所降低，然后又逐渐升高。最低，种皮在第6d最低。不同进化类型大豆种子蛋白Ti（胰蛋白酶抑制剂）的测定结果全部供试材料中Tia频率为80.8%，Tib为18.9%，Tie为0.3%，ti为零。从纬度分布看，Tia表现中纬度（N31N40）高而南北低。从不同进化类型来看栽培大豆Tia频率为100%，野生大豆为80.8%，而且地理分布有明显区别；Tib的频率野生大豆为18.9%，半野生大豆为10.1%，而栽培大豆为零；在野生大豆中首次发现了Tie基因型（徐豹等）。,5、野生大豆的化学品质性状研究,吉林省

14、737份野生大豆蛋白质平均含量48.51%，141份半野生大豆蛋白质平均含量为44.64%，分别比吉林省814份栽培大豆蛋白质平均含量（41.78%）高出6.73%和2.86%；分别比黑龙江省（47.02%）、辽宁省（45.47%）高1.49%和3.04%。吉林省野生大豆脂肪含量较低，平均为8.37%，半野生大豆为15.71%，分别比吉林省栽培大豆脂肪平均含量低11%和3.66%，略高于黑龙江省，而低于辽宁省。,(1)吉林省野生大豆蛋白质和脂肪含量,吉林省野生大豆的谷氨酸和天门冬氨酸的含量最高，而且变异系数最小；含硫氨基酸（蛋氨酸胱氨酸）虽然最低，但是变异系数最大。徐豹等（1993）从我国野生

15、大豆资源中筛选出5份含硫氨基酸高于3g/16gN的种质，最高达到3.25g/16gN。野生大豆萌发过程中，氨基酸组成发生了很大的变化，变化最大的是天门冬氨酸和谷氨酸。天门冬氨酸含量随着萌发天数的增加而逐渐升高，而谷氨酸的含量则逐渐降低。不同进化类型大豆的几种脂肪酸含量因进化程度而呈连续性变异，野生大豆油酸含量低而亚麻酸含量高，栽培大豆则与此相反，半野生大豆界于两者之间。随着进化程度的提高，油酸含量逐渐升高，亚麻酸含量明显降低；随着昼夜温度的升高，野生大豆的亚麻酸含量逐渐降低，棕榈酸含量逐渐增加。在萌发过程中三种进化类型大豆饱和与不饱和脂肪酸含量变化的趋势是一致的。野生大豆在萌发过程中棕榈酸、硬

16、脂酸含量明显增加，栽培大豆增加甚微，半野生大豆则接近于栽培大豆；亚麻酸含量均呈下降的趋势。,（2）野生大豆的氨基酸组成和脂肪酸组成,6、野生大豆在大豆育种中的应用,孙寰等1993年选育出世界上第一个具有野生大豆表现型的大豆质核互作雄性不育系及保持系；1995年育成第一个栽培大豆细胞质不育系、保持系，并找到了恢复系，实现了“三系”配套；2002年选育出世界上第一个大豆杂交种。目前，大豆杂交种制种技术在不断完善，在生产上大面积推广应用大豆杂交种已为期不远。,（1）在选育大豆不育系中的利用,吉林省农科院利用野生大豆种质，创造出一批百粒重10g左右，单株荚数300个以上、节间短、每节荚数多、主茎有效节

17、数25个以上；百粒重20g左右，主茎有效节数25个以上，单株荚数150个以上以及蛋白质含量48%以上、综合性状较好的直立或半直立型新品系。这些新种质产量性状的遗传潜力大，已成为新品种选育的亲本。,（2）创造高产、优质育种中间材料的应用,吉林省农业科学院利用野生大豆先后选育出吉林小粒18号等8个小粒黄豆出口专用新品种，并在生产上大面积推广应用；育成百粒重20g以上、高蛋白、耐旱、耐盐、产量高的大豆新品种吉育59、吉育66，这两个品种蔗糖含量高，11S/7S比值高，是制做豆腐的理想原料，受到国际市场欢迎。这些品种均已向日本、韩国出口，每年为国家创汇1000多万美元。,（3）选育大豆新品种中的应用,谢谢各位！,二六年三月,