不同生态区大豆种质资源产量与品质性状分析

发布时间：2022-01-06

　　提 要: 从不同大豆产区的 375个大豆品种中选取适合北京地区种植的 ,生育期为 104 d以内的 114个品种进行产量与品质性状分析。 结果表明: 单株粒数最大的是北方复种夏播大豆区 ,而变异系数最大的为南方复种多播大豆区 ;百粒重最大的地区是北方复种夏播大豆区 ,而变异系数最大的是北方一熟春播大豆区 ;单株产量和变异系数最大的地区是南方复种多播大豆区;脂肪含量地区之间差异不大 ,南方复种多播大豆区的蛋白质含量较高 ;而蛋白质、脂肪的变异系数国外品种较高。

　　关键词: 大豆;生态区 ;产量性状;品质性状

　　大豆原产于我国 ,具有丰富的品种资源。一定区域内由于相近的自然条件 (包括地理、土壤、气候等 )、耕作栽培条件及利用要求 ,导致当地品种具有相对共同的形态、生理、生化特点 ,形成了特定的品种生态类型。 大豆品种生育期长度及其对光、温反应的特性是区分大豆品种生态类型的主要性状 ,我国大豆生态区划分为 3大区 [1 ] 。 Ⅰ 区: 北方一熟春播大豆区;Ⅱ区: 北方复种夏播大豆区 (习惯称为黄淮海地区 );Ⅲ 区: 南方复种多播季大豆区 (简称为南方区 )。

　　大豆是典型的短日照作物 ,具有光周期特性。迄今 ,有关大豆生育期结构的遗传研究已有较多的报道。其研究结果表明 ,开花至成熟日数是一个优势农艺性状指标 [2 ] 。 生育期是大豆最主要的生态性状 [3 ] ,生育期性状不仅包括全生育期的长短 , 而且包括生育前期 ,生育后期及各期的组成。王金陵发现 ,野生大豆向栽培大豆演化过程中 ,前期逐步缩短 ,后期有所延长;王连铮等和徐豹等也发现类似的趋势 [4～ 5 ] 。 曾经有人进行过大豆不同生育期结构与品质育种关系的研究[ 6 ] ,而国内外对大豆不同生育期阶段与产量构成因素的研究却少见。作者在北京地区生态条件下 (主要为麦豆两熟的夏大豆 , 6月 20日左右播种 , 9月下旬至 10月上旬收获 ) ,对生育期在 100d 左右的不同生态区的大豆种质资源的生育期类型与农艺性状间的关系进行了遗传参数研究 ,进而为大豆高产遗传育种提供理论依据。

　　1 材料与方法

　　1. 1 试验材料

　　1. 2 试验方法

　　本试验于 2002～ 2003年 6月播种于北京农学院大豆试验田 ,试验采用随机区组设计 , 2次重复 ,小区行长 3 m,行距 0. 45 m,株距 10 cm, 2行区。

　　田间调查: 出苗期、三叶期、开花期、成熟期等。

　　室内考种: 风干后每个品种随机取 10株进行考种。 考种内容: 株高、茎粗、主茎节数、主茎分枝数、结荚高度、单株荚数、单株粒数、单株产量、荚长、荚宽、百粒重。

　　1. 3 测定

　　蛋白质含量、脂肪含量测定 - 近红外谷物品质分析仪

　　2 结果与分析

　　2. 1 不同生态区大豆品种产量、品质性状分析

　　表 2、表 3表明: 单株粒数最大的地区是北方复种夏播大豆区和南方复种多播大豆区 ,其变异系数最大的是南方复种多播大豆区;百粒重最大的地区是北方复种夏播大豆区 ,其变异系数最大的是北方一熟春播大豆区;单株产量最大的地区是南方复种多播大豆区 ,其变异系数最大的也是该区;脂肪含量地区之间差异不大 ,南方复种多播大豆区的蛋白质含量较高;而蛋白质、脂肪的变异系数国外品种较高。 所以南方复种多播大豆区和北方一熟春播大豆区的品种其变异系数相对较其它地区大 ,在育种时可利用该地区的品种 ,采用适宜的耕作条件和管理措施 ,选择其优良变异性状 , 进而培育出适合北京地区种植的高产、优质的大豆早熟品种。

　　遗传变异系数越大 ,表明该性状存在着越丰富的变异潜力 ,可以对所需要的性状进行选择。在平均值高 ,变异系数小的地区选择优良性状的品种时 ,选到的优良品种性状突破性较小。在平均值高 ,变异系数大的地区选择 ,可选到性状突破性的品种;如单株产量最大的地区是南方复种多播大豆区 ,其变异系数最大的也是该区;若以单株产量为选择标准时 ,可选择到单株产量最高的个体。在品种平均值低变异系数小的地区选择效果不大。

　　由表 3可知 ,北方一熟春播区 (Ⅰ )的大豆品种在北京地区表现为单株粒数较少 ,因东北地区的大豆品种在北京地区种植单株产量较低 ,植株较矮小、早熟 ,必须要有一定的群体 ,才能保证高产。 北方复种夏播大豆区 (Ⅱ )因与北京的生态条件相似 ,品种适合北京地区种植 ,单株粒数较多 , 百粒重较大 ,单株产量较高 ,但也要靠群体取胜。该区的百粒重变幅较大 ,从 9. 43～ 40. 78g可从中选择极大粒品种做菜用大粒种植。 南方复种多播季区 (Ⅲ )和国外区的品种引种北京地区种植 ,植株高大 ,较晚熟 ,高产要靠群体和个体 (群体小 )取胜 ,该区的大粒品种在北京地区不能正常成熟。

　　北方复种夏播大豆区 (Ⅱ )的大豆品种脂肪含量相对较高 ,大豆油分含量与地理纬度成正相关 , r= 0. 3418,即高纬度地区大豆油分含量高 ,低纬度地区大豆油分含量低。 在全国大范围内大豆含油率有随气温降低而增高 ,随降水减少而增高 ,随日照时数增加而增高 ,随昼夜温差加大而增高的趋势。 北方高纬度地区具有气候凉爽 ,日照时数长 ,昼夜温差差异大 ,适于油分的形成。 南方复种多播季区 (Ⅲ )的大豆品种蛋白质含量较高 ,南方低纬度地区高温多湿有利于蛋白质的形成。 根据地区生态条件不同 ,北方应大力发展高油类型品种 ,南方发展高蛋白类型品种[7 ]。

　　2. 2 大豆农艺性状遗传参数分析

　　遗传力可作为传统育种中选择的依据。 通过遗传力可以了解各个性状受环境影响的程度 ,在育种选择时应考虑不同性状而采用相对应的选择尺度。一个性状的遗传力越高 ,由于选择而引起的效应就越大 ,遗传力越低 ,选择的效应就越小。 即遗传力越高 ,所选择的变异受遗传影响越大 ,选择越有效;遗传力越低 ,遗传差异越小 ,其差异受环境的影响越大 ,选择趋于无效。

　　遗传进度与一定的选择强度、群体的遗传变异大小和遗传力有关。 遗传进度可用来比较不同选择方法、不同世代和不同性状的选择效果。通过比较不同选择强度下遗传进度的大小 ,可以作为确定合理选择方法和育种方案的依据。

　　由表 4的数据对相对遗传进度的划分进行下列分解 [8, 10 ] :

　　第一类: 具有极大的遗传进展 ( RGS> 40% )。按相对遗传进度的大小依次单株荚数、全生育期、主茎分枝数、结荚高度等 ,其相对遗传进度都大于 50%。

　　第二类: 具有中等遗传进展 ( 40% > RGS> 10% )的依次为生育前期、主茎分枝数、有效分枝始节。

　　第三类: 具有一定遗传进展 ( 10% > RGS> 5% )的依次为主茎节数、茎粗、荚长、荚宽。

　　从表 4以看出 ,株高、茎粗、主茎节数、主茎分枝数、结荚高度、荚长、百粒重、全生育期等性状遗传力值大于 60% ,选择时 ,尺度可严格。单株荚数、单株粒数、生育后期等性状的遗传力值在 40% ～ 60% ,选择时 ,尺度可稍宽些。荚宽的遗传力较低 , 选择效果差。 遗传变异系数是性状遗传变异能力的指标 ,可以反应各性状的变异丰富程度 ,凡系数大的性状表示从群体中选出优良性状个体的概率大 [9 ]。 > 25% 的性状有茎粗、主茎分枝数、有效分枝始节、结荚高度、单株粒数、单株荚数。

　　2. 3 不同生态区大豆品种生育期结构遗传参数分析

　　生育期结构的划分: 主茎任一节上出现花朵 (即 R1 )期、结荚期 (即 R3 )、鼓粒期 (即 R5 )、主茎有一荚变原色 (即 R7 )期、成熟期、主茎上95% 荚变原色 (即 R8 )期 [ 7] 。 表 5表明: R1、 R7、 R8、全生育期遗传力最大的分别是国外地区、南方复种多播大豆区、北方复种夏播大豆区、北方一熟春播大豆区。可利用美国大豆品种的生育期选择出适宜北京地区种植的品种。 R1、 R8 遗传变异系数最大的是北方复种夏播大豆区 , R7、全生育期遗传变异系数最大的是北方一熟春播大豆区。 R1、全生育期的相对遗传进度以南方复种多播大豆区为最大 , R7、 R8 期的相对遗传进度最大为北方一熟春播大豆区和北方复种夏播大豆区。 R1、全生育期的绝对遗传进度以南方复种多播大豆区为最大; R7、 R8 期绝对遗传进度最大的分别为北方一熟春播大豆区、北方复种夏播大豆区。

　　3 讨论

　　北方复种夏播大豆区、北方一熟春播大豆区和南方复种多播大豆区的产量性状以山西、吉林、河南地区的为好;品质性状虽然在地区之间的差异不是很明显,但相对而言 ,以北方复种夏播大豆区和南方复种多播大豆区的较为优良。所以,通过分析, 北方复种夏播大豆区和南方复种多播大豆区的品种可作为可选优良品种在北京地区种植。

　　单株产量最大的地区是南方复种多播大豆区的湖南和台湾的品种 ,其变异系数最大的也是该区;若以单株产量为选择标准时 ,从湖南和台湾的品种中去选择 ,会得到单株产量最高的品种。

　　株高、茎粗、主茎节数、主茎分枝数、结荚高度、荚长、百粒重、全生育期等性状遗传力值大于 60% , 选择时 ,尺度可严格。 单株荚数、单株粒数、生育后期等性状的遗传力值在 40%～ 60% ,选择时 ,尺度可稍宽些。 荚宽的遗传力较低,选择效果差。

　　适合北京地区种植的大豆品种生育期在 100d 左右为最宜,其生育期结构最好选择 R1 在 26d左右 , R7 在 26d左右 , R8 在 4～ 7d左右的品种,这样可以获得较高产量和较好的品质。株高、茎粗、主茎节数、主茎分枝数、结荚高度、荚长、百粒重、全生育期等性状遗传力值大于 60% ,选择时,尺度可严格。单株荚数、单株粒数、生育后期等性状的遗传力值在 40% ～ 60% ,选择时,尺度可稍宽些。 荚宽的遗传力较低,选择效果差。——论文作者：陈学珍 ,谢 皓 ,王春霞 ,郭晓霞 ,樊珍珍 ,白宝良 ,于同泉 ,路 苹

　　参 考 文 献:

　　[1 ]盖钧镒 .作物育种学各论 [M ].北京: 农业出版社 , 1997.

　　[2]郝瑞莲.夏大豆主要农艺性状的灰色关联度分析 [ J].大豆通报, 2002, ( 2): 11～ 12.

　　[3 ]韩天富 ,王金陵 ,杨庆凯 ,等.开花后光照长度对大豆化学品质的影响 [ J].中国农业科学, 1997, 30( 2): 47～ 53.

　　[4 ]王金陵 .大豆的生态性状与品种资源问题 [ J].中国油料 , 1981, ( 1): 1～ 9.

　　[5 ]王金陵.中国大豆育种的几个问题 [ J].中国油料 , 1983, ( 4): 1～ 5.

　　[6 ]杨德,盖钧镒 ,马育华.我国南方大豆地方品种农艺和品质性状的遗传参数分析 [ J].大豆科学, 1990, 9( 1): 9～ 1.

　　[ 7 ]王连铮,王金陵.大豆遗传育种学 [ M ].北京: 科学出版社 , 1992.

　　[ 8] [美 ] B E考德威尔.大豆的改良生产和利用 [M ].北京: 北京农业出版社 , 1982.

　　[9 ]王石宝 .早熟大豆在不同生态环境下生育期变化规律研究 [ J]. 山西农业大学学报 , 1997, 17( 3): 250～ 253.

　　[10 ]陈学珍 ,李欣 ,杨建宇,等 .夏播大豆生育期结构和农艺性状的遗传参数研究 [ J].中国农学通报, 2004, 20( 1): 9～ 13.