美國矮源間接利用與半矮稈大豆合農76創新

鄭　偉　郭　泰　王志新　李燦東　張振宇　郭美玲　張茂明　王慶勝　李志民

（黑龍江省農業科學院佳木斯分院，佳木斯154007）

美國矮源間接利用與半矮稈大豆合農76創新

鄭偉郭泰王志新李燦東張振宇郭美玲張茂明王慶勝李志民

（黑龍江省農業科學院佳木斯分院，佳木斯154007）

利用國內優良大豆種質墾農19與含有美國矮稈基因的大豆種質合農57雜交，在窄行密植條件下，結合品質分析與抗病鑒定，經過11年連續定向選擇，創新出半矮稈耐密植、蛋白質含量高、抗病能力強的大豆新種質合農76。該品種適宜壟三栽培和窄行密植栽培，壟三栽培密度為35萬～40萬株/hm2、窄行密植栽培種植密度40萬～45萬株/hm2；蛋白質含量41.98%，脂肪含量為20.43%，為油飼兼用型品種；高抗灰斑病；在窄行密植條件下參加區域試驗平均產量3046.5kg/hm2，較對照品種合豐50號平均增產15.2%；生產試驗平均產量3311.9kg/hm2，較對照品種合豐50號平均增產16.1%。合農76是我國自主育成的第一個適合干旱、半干旱地區應用的半矮稈耐密植型春大豆種質，對推動黑龍江省大豆生產發展具有重要意義。

矮稈基因；半矮稈；耐密植；合農76；創新

半矮稈耐密植大豆的出現引起了大豆栽培史上的一次綠色革命，使大豆種植密度成倍增加，帶動了大豆產量的再一次飛躍［1］。我國最早開展半矮稈大豆育種的單位是黑龍江省農業科學院佳木斯分院（原合江農業科學研究所），1994年合作引進半矮稈大豆種質資源開始配置雜交組合［2-3］，此后國內其他育種單位也相繼開展此項研究，目前我國半矮稈大豆育種已經取得了階段性進展，育成了一系列半矮稈耐密植品種［4］。隨著對半矮稈大豆品種及其配套窄行密植栽培技術研究的不斷深入，我國大豆科技工作者逐漸意識到以往研究的株高50～60cm的半矮稈大豆很難適應我國大豆主產區干旱半干旱的生態環境［5］，株高在70cm左右的耐密植大豆更能夠適應我國大豆主產區的生態條件。因此黑龍江省農科院佳木斯分院將育種目標設定為選育株高70cm左右的半矮稈耐密植大豆新種質，根據該育種目標配置大量組合，經過多年連續定向選擇，育成了半矮稈耐密植大豆新品種合農76，合農76既含有美國半矮稈品種的耐密植性又適合黑龍江省干旱、半干旱區的壟作窄行密植栽培模式。

1　親本來源與選育過程

1.1親本來源母本墾農19亞有限結莢習性，主莖結莢為主，抗倒伏能力強，株高70～80cm，蛋白質含量37.74%，脂肪含量23.27%，中抗大豆灰斑病。父本合豐57亞有限結莢習性，含有美國半矮稈耐密植基因，抗倒伏能力強，株高85～90cm，油分含量平均為22.87%，蛋白質含量平均為38.36%，中抗大豆灰斑病。

1.2選育過程試驗于2004-2015年在黑龍江省農業科學院佳木斯分院、黑龍江省農業科學院海南南繁基地和黑龍江省東部三江平原低濕區試驗點進行，室內試驗在黑龍江省三江平原主要農作物栽培育種重點實驗室和農業部谷物及制品質量監督檢驗測試中心（哈爾濱）進行。2004年配制雜交組合200477（墾農19×合豐57），當年冬季南繁種植F1；2005年分院種植F2，當年冬季南繁種植F3；2006-2007年分院分別種植F4、F5，并于F5決選品系合交07-707；2008-2011年分院進行品種產量鑒定試驗，同時2011年參加黑龍江省品種預備試驗；2012-2013年參加黑龍江省品種區域試驗，2014年參加黑龍江省品種生產試驗，完成全部試驗程序，2015年春季通過黑龍江省農作物品種審定委員會審定推廣，定名為合農76（圖1）。

圖1　合農76系譜圖

1.3試驗方法田間按照組合順序種植，于組合前2行種植相應的親本，行長5m，行距0.45m，株距5.0cm。從F2開始，在窄行密植條件下種植，設置行距0.45m，密度為45萬株/hm2，選擇抗倒伏能力強的單株或株行。F2～F5每年大豆R2期用灰斑病混合菌種對后代單株進行接種鑒定，8月下旬開始調查病害的發生情況，對抗病能力強、豐產性突出和綜合性狀好的單株進行掛牌標記，作為秋季田間選擇的重要依據。

產量鑒定試驗采用標準區法，4行區，行長5m，壟距0.45m，株距0.05m；品種產量比較試驗與省區域試驗均采用隨機區組設計，3次重復，10行區，行長6m，行距0.45m，株距0.05m；生產試驗在0.45m壟距窄行密植栽培條件下，保苗45萬株/hm2，采用大區對比法，不設重復，小區面積不少于300m2。

從F5到品種參加生產試驗期間，連續多年多點進行品質分析，采用DA7200近紅外谷物分析儀檢測與委托農業部谷物及制品質量監督檢驗測試中心（哈爾濱）進行檢測相結合，根據檢測結果選擇品質優良的個體與株系。

2　品種分析

2.1品種創新在篩選國內外優良資源的基礎上，采用有性雜交，聚合優良基因，累加有利性狀；在試驗方法上采用田間試驗與室內鑒定相結合，一點試驗與多點鑒定結合，南繁與北育相結合；在后代選擇上采用系譜法和混合摘莢法進行選擇，通過先進的鑒定手段與方法對后代進行品質和抗性選擇，培育出半矮稈耐密植、高蛋白、抗灰斑病的大豆新種質合農76。該品種為亞有限結莢習性，株高72.7cm，有分枝，紫花，尖葉，灰色茸毛，莢彎鐮形，成熟時呈褐色；粒圓形，種皮黃色，種臍淺黃色，有光澤，百粒重19.3g；在適應區出苗至成熟生育日數115d，需≥10℃活動積溫2350℃。

2.2產量結果該品種2011年參加黑龍江省預備試驗，窄行密植條件下（45cm小壟密植，保苗45萬株/hm2）4點平均產量為3218.4kg/hm2，較對照品種合豐50（70cm壟距，保苗28萬株/hm2）平均增產17.4%；在窄行密植條件下，2012-2013年省區域試驗2年10點次試驗平均產量3046.5kg/hm2，較對照品種合豐50增產15.2%；2014年省生產試驗平均產量3311.9kg/hm2，較對照品種合豐50增產16.1%。

2.3耐密性合農76產量鑒定試驗、區域試驗、生產試驗均在窄行密植條件下進行，保苗株數為40萬～45萬株/hm2，通過試驗表明合農76號在此密度條件下田間倒伏1～2級，倒伏級別明顯低于對照品種，田間病蟲害較輕，群體產量優勢突出，表現出了較強的耐密植能力。

2.4品質分析結果經農業部谷物及制品質量監督檢驗測試中心（哈爾濱）2012-2014年連續3年測定，合農76蛋白質含量平均為41.98%，脂肪含量平均為20.43%，蛋白質+脂肪總和為62.41%，為雙高類型品種，其中蛋白質含量較雙親分別提高11.2%和9.4%。

2.5抗病性鑒定結果經黑龍江省農作物品種審定委員會指定灰斑病鑒定單位（黑龍江省農科院佳木斯分院植保研究所）采用灰斑病混合菌種進行田間接種鑒定，2012-2014年3年均表現為高抗灰斑病，抗病能力較雙親有較大提高。

2.6適宜種植區域適宜黑龍江省第二積溫帶大面積種植，第一積溫帶下限和第三積溫帶上限做搭配品種種植，同時也適宜吉林省的東部山區、半山區和內蒙古自治區的興安盟、呼倫貝爾盟等相同生態條件的地區種植。

2.7栽培技術要點該品種在適應區5月上中旬播種，選擇中上等肥力地塊種植，采用壟三栽培和窄行密植栽培兩種種植方式，壟三栽培一般保苗35萬～40萬株/hm2，窄行密植栽培一般保苗40萬～45萬株/hm2，播種前采用衛福種衣劑或者微肥進行拌種。采用農家肥與化肥結合，種肥與追肥結合，有機、無機肥料配合施用，氮磷鉀肥配合施用。種子與肥料分層施用，底肥深施，生育期間看苗情適當追肥。在一般栽培條件下，每hm2施磷酸二銨150～200kg、尿素30～50kg、鉀肥50～70kg。田間采用化學藥劑除草或人工除草，中耕2～3次，拔大草1～2次；生育期間追施葉面肥1～2次，8月上旬根據蟲情預報利用化學藥劑進行大豆食心蟲防治；9月下旬至10月上旬大豆完全成熟時進行收獲。

3　品種創新分析

3.1親本選擇是關鍵大豆起源于我國，我國大豆種質資源豐富［6］，有很多矮稈大豆種質資源。我國矮稈大豆種質資源植株形態雖然矮，但是在栽培過程中往往表現為不耐密植。要想創新矮稈耐密植大豆種質，選擇含有dt基因的美國種質資源作為親本是成功的關鍵［7］。美國半矮稈大豆特點突出，但對我國目前大豆主產區生態條件的適應能力不強，改良起來困難較多，為了保持創新種質的耐密性和廣適性，可選擇當地的主栽品種作為其中一個親本，往往能夠取得較好的效果［8］。本研究選擇了當地主栽的墾農19作為母本，與含有國外基因的合農57進行雜交取得了成功，育成了既含有美國矮稈耐密植基因，又適應當地生態環境的大豆新種質合農76。

3.2組合方式多樣化美國半矮稈大豆熟期晚，矮稈半矮稈育種成功的關鍵是熟期的改良，一般進行多次雜交效果較好［5］。胡喜平等［4］研究認為在利用美國的半矮稈大豆資源進行矮稈半矮稈育種時，適當用2個當地早熟品種與之三交，可以更快更直接更有效地利用資源。本研究在利用HOBBIT為核心種質進行回交和輻射育種的基礎上獲得中間種質合農57，利用當地主栽品種與中間種質合農57進行再次雜交，取得了成功，可見在美國半矮稈大豆改良過程中單交、回交和聚合雜交等組合方式均具有一定的效果，在半矮稈大豆育種實踐中應該按照育種目標靈活選擇組合方式，本研究進行多種組合方式的復合利用取得了較好的效果。

3.3選擇條件是保障品種的耐密性是受多基因控制的數量性狀，因此，耐密性品種的選育應該在密植條件下進行。胡喜平等［4］研究認為，在壟作稀植條件下選擇的品種在密植條件下產量不一定高。為了提高選擇效率，本研究將耐密性作為第一育種目標，在高肥足水的條件下，早期世代即為試驗材料創造了一個窄行密植的栽培條件，在此基礎上進行其他性狀的選擇，育成品種在耐密性上較雙親有較大提高。因此，半矮稈耐密植大豆選擇要獲得成功，選擇環境至關重要。

［1］胡國華．矮稈品系窄距密植條件下的增產潛力．大豆通報，1998（1）：4-8

［2］張敬濤，王成，王謙玉，等．半矮稈大豆合豐42最佳群體結構分析．中國農學通報，2005（4）：130-132

［3］張敬濤，鄭殿峰，申小惠，等．半矮稈大豆窄行密植超高產生長發育動態研究．大豆科學，2009，28（5）：23-25

［4］胡喜平，劉忠堂，郭泰，等．利用美國大豆矮源進行矮稈半矮稈育種的研究．大豆科學，2001，20（3）：119-214

［5］鄭偉．矮稈半矮稈耐密植超高產大豆種質資源創新研究．中國種業，2012（12）：15-16

［6］常汝鎮，孫建英，邱麗娟．中國大豆種質資源研究進展．作物雜志，1998 （3）：7-9

［7］郭泰，劉成貴，鄭偉，等．美國矮稈大豆資源引入與育種利用效果分析．大豆科學，2014，33（5）：638-641

［8］邱麗娟，常汝鎮，袁翠平，等．國外大豆種質資源的基因挖掘利用現狀與展望．植物遺傳資源學報，2006，7（1）：1-6

2016-04-23）

國家科技支撐項目（2011BAD35B06）；國家科技支撐計劃（2011DFR30840）；國家“863”計劃（2011AA10A105）；國家現代大豆產業技術體系（CARS-04-CES05）

郭泰