姬月梅，羅瑞萍，連金番，趙志剛

（寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)作物研究所，銀川 750002）

大豆是中國乃至世界的主要糧油作物之一，其是所有豆科植物中栽培與應(yīng)用范圍最廣的物種，也是人類優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和食用油脂的重要來源[1-2]。大豆是自花授粉作物，有利于保持優(yōu)良基因型的個體，而不利于基因的重組，相反異花授粉作物，有利于基因的廣泛重組，但不利于保持具有優(yōu)良基因型的個體。大豆育種的主要方法是雜交育種，可以實現(xiàn)近期育種目標，但常規(guī)雜交育種對日益多樣化和高標準的育種目標顯得力所不及。由于大豆花器官小，人工雜交成活率較低，再加上寧夏氣候干燥雜交成活率較低，故在育種過程當中，所配置親本雜交組合的數(shù)量受到人力、物力以及環(huán)境、氣候因素的限制，致使親本的來源受到限制、遺傳基礎(chǔ)也較為狹窄。大豆雄性核不育系的出現(xiàn)改進了大豆的雜交方式，使輪回選擇在大豆育種中得到廣泛應(yīng)用。宋啟建等[3]構(gòu)建了我國第一個大豆ms1雄性不育輪回群體。

大豆ms1輪回群體是根據(jù)多個表型性狀信息和分子信息通過多種取樣策略的比較研究，最終得到一個具有廣泛地理來源、遺傳變異豐富并且能為今后生產(chǎn)服務(wù)的核心種質(zhì)群體[4-5]。趙雙進等[6]經(jīng)多年采用大豆ms1輪回群體育種的方法成功培育出高蛋白大豆新品種冀豆20，該品種2008年通過河北省審定。冀豆20是我國首次用大豆ms1輪回群體方法培育并審定的新品種。

為了加速大豆育種進程，以寧夏自主研發(fā)及國內(nèi)外核心大豆種質(zhì)為優(yōu)良親本材料，引進大豆ms1輪回群體基礎(chǔ)材料（2009年從河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所引進），通過多年在寧夏引黃灌區(qū)的適應(yīng)性篩選，逐步構(gòu)建了適宜寧夏引黃灌區(qū)生態(tài)類型區(qū)域的春大豆ms1高產(chǎn)基礎(chǔ)群體，2020年該方法獲得國家授權(quán)發(fā)明專利證書。為加快寧夏春大豆新種質(zhì)、新品種（系）的選育奠定了豐富的種質(zhì)基礎(chǔ)。

1 材料來源

2009年從河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所引進含有東北、黃淮、南方不同生態(tài)類型區(qū)的多個優(yōu)良親本的ms1雄性不育輪回選擇群體[3]，該群體比較晚熟，在寧夏不能正常成熟。因此，首先在寧夏進行了2 a（2009—2010年）的適宜本區(qū)生態(tài)特性選擇。2011—2014年連續(xù)4 a選用適應(yīng)本地區(qū)的核心種質(zhì)：主要來源于寧夏主栽春大豆品種承豆6號、晉豆19、中黃30等、近年選育優(yōu)良品系寧黃48、寧黃83等品種（系）及國家春大豆北方區(qū)域試驗及生產(chǎn)示范、寧夏春大豆品種區(qū)域試驗及生產(chǎn)示范、黃淮海大豆適應(yīng)性評價試驗研究及黃淮海大豆新品種（系）多點產(chǎn)量鑒定等試驗參試優(yōu)良品種等，共70個中晚熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)品種（系）進行生態(tài)適應(yīng)性改良。

2 試驗方法

試驗于2018—2021年，4 a均在寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)作物研究所試驗基地進行（E 106°12′36，N 38°13′1）。土質(zhì)為粉（砂）壤土，種植行距50 cm，株距10～13 cm，保苗12 000株/667m2左右。

3 基礎(chǔ)群體的構(gòu)建

利用大豆ms1雄性核不育基因豐富了群體的遺傳多樣性。每個親本材料取400粒等量混合為混合親本，按ms1材料不育株籽粒與混合親本以5∶1的行比進行種植，通過天然雜交，摘莢混合收獲群體不育株籽粒，同年在海南進行加代繁殖，收獲種植進入下一年的改良。通過2～4輪的基因?qū)氩粩噙M行選擇和改良，2014年形成了適宜寧夏春播生態(tài)類型區(qū)的ms1輪回選擇基礎(chǔ)群體（LD）。寧夏春大豆種質(zhì)基因庫基礎(chǔ)群體構(gòu)建技術(shù)路線見附圖。

附圖 寧夏春大豆種質(zhì)基因庫基礎(chǔ)群體構(gòu)建技術(shù)路線

4 利用大豆雄性核不育基因ms1創(chuàng)制春大豆新種質(zhì)

4.1 新種質(zhì)選育過程及產(chǎn)量表現(xiàn)

大豆ms1輪回群體選擇育種是在大豆輪回群體優(yōu)化的前提下進行的大豆新種質(zhì)、新品系的選育[7]。2014年根據(jù)寧夏春大豆的育種目標選擇生育期在 135～140 d，株高 90～110 cm，直立、抗倒伏、抗病、適應(yīng)性強、籽粒外觀商品性好、品質(zhì)優(yōu)良、目標產(chǎn)量300 kg/667m2以上的中晚熟春大豆中品661、冀豆17、承豆6號、中黃30、寧黃48、寧黃29和晉豆197個混合親本材料，按照LD群體籽粒與混合親本以5∶1的行比種植，進行天然雜交，收獲不育株籽粒520粒；2015年用同樣方法進行回交改良1次，收獲不育株籽粒；同時進行常規(guī)人工回交，收獲人工回交籽粒。2016年將2015年收獲的不育株籽粒與人工雜交?；旌戏N植，一般經(jīng)過2輪以上選擇使群體得到改良，收獲后形成高產(chǎn)基礎(chǔ)群體，結(jié)合常規(guī)育種程序創(chuàng)制優(yōu)良新品種或新種質(zhì)資源。對選擇的優(yōu)良單株進行田間綜合鑒定，表現(xiàn)突出的優(yōu)良品系可以進入產(chǎn)量試驗。步驟一般為（1）株行→（2）株系→（3）產(chǎn)量鑒定→（4）品系比較試驗。培育形成一批高產(chǎn)品系，2018年至今累計選擇優(yōu)良單株1 588份，累計開展產(chǎn)量鑒定154份，累計參加產(chǎn)量比較試驗42份，利用大豆ms1雄性不育輪回技術(shù)創(chuàng)制出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的大豆新種質(zhì)11份，其中參加寧夏區(qū)域試驗的高產(chǎn)品系有8個，連續(xù)4 a產(chǎn)量較對照增產(chǎn)的新種質(zhì)3個（見表1）。

表1 利用大豆雄性核不育基因ms1創(chuàng)制春大豆新種質(zhì)產(chǎn)量情況

從表1可以看出，2018—2021年利用大豆ms1雄性不育輪回技術(shù)4 a選育篩選出較對照承豆6號增產(chǎn)的新種質(zhì)有9份，增幅在0.84%～34.02%；2018年選育了13份大豆新種質(zhì)，增幅在0.61%～11.23%，13LD222品系產(chǎn)量最高為4 373.16 kg/hm2；2019年繼續(xù)種植2018年增產(chǎn)的新種質(zhì)，其中有10份種質(zhì)增產(chǎn)，增幅在0.90%～24.50%，寧黃LD75品系產(chǎn)量最高為3 906.80 kg/hm2，3份種質(zhì)減產(chǎn)且減產(chǎn)幅度較大，2020年不再進行田間鑒定種植；2020年繼續(xù)種植選育了10份大豆新種質(zhì)，增幅在1.90%～34.02%，其中寧黃LD75品系產(chǎn)量最高為5 100.00 kg/hm2；2021年繼續(xù)種植選育出了9份大豆新種質(zhì)，其中13LD222已完成寧夏區(qū)域試驗程序準備審定，寧黃61和寧黑1號2份材料正在參加寧夏區(qū)試中生產(chǎn)試驗環(huán)節(jié)，12LD89、寧黃LD75、寧黃LD8和寧黃LD219正在參加區(qū)域試驗，9份種質(zhì)增幅在0.84%～19.37%，17LD46品系產(chǎn)量最高為4 904.35kg/hm2，明年推薦準備參加區(qū)域試驗。

4.2 新種質(zhì)的品質(zhì)分析

從表2品質(zhì)分析結(jié)果可以看出，9個參加區(qū)試品系（新種質(zhì)）粗蛋白質(zhì)含量在30.20%～40.47%，其中寧黃LD75粗蛋白質(zhì)含量最高，粗脂肪也達到21.21%；9個新種質(zhì)的粗脂肪含量在17.40%～24.07%，其中寧黃LD8脂肪含量最高為24.07%，并且該品系生育期較對照早熟一周左右。

表2 大豆新種質(zhì)品質(zhì)分析

從表3大豆新種質(zhì)抗性鑒定可以看出，寧黃LD61對MSV表現(xiàn)高抗，寧黑1號對MSV表現(xiàn)中抗，其他種質(zhì)正在檢測中。

表3 大豆新種質(zhì)抗性鑒定

5 結(jié)論與討論

育成的大豆品種親本來源比較狹窄，由于骨干品種間缺乏遺傳多樣性，這樣就限制了大豆產(chǎn)量水平的提升、降低了大豆對發(fā)生逆境危害的抵御能力，而輪回選擇對大豆產(chǎn)量、熟期、油分含量、蛋白含量等性狀改良有效[8-11]，利用ms1輪回選擇群體培育成一批優(yōu)良的大豆品種，例如冀豆19、冀豆20、冀豆21、冀豆22。課題組利用ms1輪回群體建成了適于當?shù)氐倪x擇群體[9]。課題組將該群體利用在寧夏大豆育種中經(jīng)多年輪回選擇，運用該發(fā)明ms1群體育種的方法創(chuàng)制出11份春大豆中晚熟優(yōu)異新種質(zhì)，其中選育出了13LD222、12LD89等新種質(zhì)（高產(chǎn)品系），其中13LD222參加2018—2019年寧夏春大豆區(qū)域試驗，2 a平均產(chǎn)量4 455.60 kg/hm2，較對照增產(chǎn)9.90%，產(chǎn)量位居試驗第一，2019年品質(zhì)分析籽粒粗蛋白含量39.23%，粗脂肪含量21.12%；12LD89參加2020年寧夏春大豆區(qū)域試驗，平均產(chǎn)量4 350.00 kg/hm2，較對照增產(chǎn)6.30%。最終篩選出適合寧夏引黃灌區(qū)以及南北山區(qū)單種和寧夏間套作種植的優(yōu)良品系13LD222和12LD89[12]。寧黃LD8、寧黑1號等6份品種（系）正在參加寧夏區(qū)域試驗，其中寧黃LD8粗脂肪含量達到24.07%。17LD46等4份品種（系）準備提升參加下一年的寧夏區(qū)試。

希望今后根據(jù)寧夏不同育種需求目標性狀來構(gòu)建群體，比如利用這些群體可以創(chuàng)制早熟、耐鹽和耐蔭新種質(zhì)，盡可能把有利基因聚合到一個基因庫中不斷挖掘大豆資源中有利基因滿足于不同生態(tài)區(qū)的育種需求。能初步解決常規(guī)育種帶來的難題，對縮短育種年限，提高育種效率，加快大豆新種質(zhì)、新品種（系）的選育奠定了豐富的種質(zhì)基礎(chǔ)。