食用大豆新品种‘合农78’的选育与育种体会

郭美玲，郭 泰，王志新，郑 伟，李灿东，赵海红，张振宇，徐杰飞

（1黑龙江省农业科学院，哈尔滨 150086；2黑龙江省农业科学院佳木斯分院/国家大豆区域技术创新中心/国家大豆产业技术体系佳木斯综合试验站，黑龙江佳木斯 154007）

0 引言

进口大豆主要用于榨油，豆粕主要用于饲料；国产大豆主要用于食用[1]。食用大豆由于加工食品种类的不同对品种蛋白质含量的要求不尽相同，用于传统豆制品加工或直接食用的大豆品种蛋白质含量要求达到40%左右，用于大豆蛋白加工的大豆品种蛋白质含量要求≥43%[2]。为此，选育与推广蛋白质含量较高的品种对发展食用大豆生产和提升食品质量至关重要[3]。

关于品种蛋白质含量国内外学者与育种工作者相继开展了广泛的研究工作，并取得了重要的研究进展，选育了一批蛋白质含量高的优良品种，在生产上大面积推广应用。在基础理论研究方面，王文真等[4]对中国大豆种质资源的蛋白质含量进行了研究，21050 份栽培大豆蛋白质含量平均为44.31%，栽培大豆蛋白质含量与原产地纬度之间呈极显著负相关，6115份野生大豆蛋白质含量平均为45.36%，随纬度变化没有显著差异；胡明祥[5-6]研究指出，大豆蛋白质含量与大豆生育期温度、降水量呈正相关，与温差、光照呈负相关，F1代蛋白质含量介于双亲之间，多数组合的F1代蛋白质含量大于中亲值而倾向高蛋白亲本，F2代蛋白质含量呈常态分布，多数组合有正向超亲现象，蛋白质含量存在母本效应；戴瓯和等[7]用35个夏大豆品种进行研究，结果表明籽粒产量和大豆蛋白质含量呈极显著负相关；高凤菊研究结果[8]，大豆籽粒蛋白质含量主要由品种的遗传特性决定，但同时又受生态环境和栽培措施的影响；陈新等[9]研究结果表明，大豆蛋白质含量以基因的加性效应为主，但也存在一定的显性效应；何元龙[10]分析了黑龙江省322 个大豆品种蛋白质含量，平均为40.12%，最高值为46.02%（‘东农36’），蛋白质含量和脂肪含量的相关系数为-0.6195；杨庆凯[11]研究结果表明东北2341 份大豆品种资源的蛋白质含量为42.07%±0.7%，黑龙江60 个县市286 个样本的70 个大豆品种的蛋白含量为40.29±1.36%；刘忠堂[12]分析了黑龙江省1951—2000年间200个育成大豆品种蛋白质与脂肪含量，蛋白质含量平均为40.25%，脂肪含量平均为20.74%，脂肪与蛋白质含量有明显地理分布现象，西部干旱区为高脂肪区，北部高寒区为低脂肪区，高蛋白质区在南部黑土区和东部低湿区，低蛋白区在西部干旱区。在高蛋白质含量品种选育方面，阚洪亮[13]报道了高蛋白品种‘垦农30’的选育结果及主要栽培技术；李明松等[14]选育了高蛋白春大豆新品种‘泉豆5号’，并完善了配套技术；张小燕等[15]选育了早熟高蛋白大豆新品种‘圣豆43’，并集成了品种栽培技术；王金星等[16]选育了高蛋白大豆新品种‘绥农76’，并研究了配套技术；王连铮等[17]选育了广适性高产高蛋白大豆品种‘中黄13’，并对品种进行了研究，完善了配套栽培技术。以上研究结果为深入系统的开展高蛋白品种研究与选育工作奠定了坚实基础。

综上所述，尽管在品种蛋白含量方面的研究很深入系统，也选育了一批高蛋白质含量的优良品种，但尚不能满足食用大豆生产的需求，特别是东北地区，尤其是黑龙江省，蛋白质含量明显低于南方夏大豆，品种蛋白质含量亟待提升。为此，在前人研究与育种工作的基础上，针对大豆主产区品种蛋白质含量低的问题，以选育高蛋白品种为目标开展育种工作，对振兴中国大豆生产，保障食用大豆供给具有战略意义。

‘合农78’是黑龙江省农业科学院佳木斯分院育成的食用大豆新品种，蛋白质含量41.75%，脂肪含量20.42%，符合传统豆制品加工或直接食用大豆标准，为发展食用大豆生产急需品种，应用价值与开发潜力大，值得深入研究与广泛推介。本研究介绍该品种选育与研究结果及育种经验体会。

1 材料与方法

1.1 亲本材料

1.1.1 母本‘黑农43’由黑龙江省农业科学院大豆研究所引入。该品种是以（哈76-3×HA138）B1为母本，与（北83-202ב长农4’）F1为父本，经有性杂交，系谱法选择育成，2002年由黑龙江省审定推广。该品种无限结荚习性，株高103 cm 左右，秆强，有分枝；尖叶，紫花，荚熟褐色；子粒圆形，种皮黄色，脐浅黄色，百粒重23～24 g，蛋白质含量45.69%，油分含量18.59%；中抗SCSH(MR)；出苗至成熟生育日数116 天左右，需≥10℃活动积温2450℃，适宜黑龙江省第二积温带及省外相同条件的地区种植[18]。

1.1.2 父本（‘黑农54’ב黑农43’）F1为自主创新材料。其中：‘黑农54’由黑龙江省农业科学院大豆研究所引入。该品种是以‘哈90-6719’为母本，与绥90-5888为父本，经有性杂交，系谱法选择育成，2007年由黑龙江省审定推广。该品种亚有限结荚习性，株高80～90 cm，株型收敛，主茎节数17个；尖叶，紫花，灰色茸毛，荚熟呈褐色；子粒圆形，种皮黄色，脐浅黄色，百粒重22 g左右，蛋白质含量44.23%，油分含量19.03%；中抗SCSH(MR)，高抗SMVⅠ号株系(HR)；出苗至成熟生育日数120 天左右，需≥10℃活动积温2400℃，适宜黑龙江省第二积温带及省外相同条件的地区种植[19]。

1.1.3 创建育种选择群体2006年以‘黑农54’为母本，与‘黑农43’为父本，经有性杂交，创建育种中间材料合2006199F1；2007年以‘黑农43’为母本，与合2006199F1（‘黑农54’ב黑农43’）为父本进行回交，2008—2012年连续多代自交，创建了不同世代的育种选择群体。

1.2 品种选育方法与经过

品种创新采用简单回交（一次回交）方法与分子设计育种技术。

2006年配制杂交组合2006199F0（‘黑农54’ב黑农43’），2007年配制回交组合2007205BC1F1｛‘黑农43’×（‘黑农54’ב黑农43’）F1｝；2008年在分院种植BC1F2，种植群体120株，成熟后单株混合收获；2009年在分院种植BC1F3，种植群体1440株，成熟后优选单株摘荚混合收获；当年冬季在海南岛加代种植BC1F4，种植群体2000 株，成熟后优选单株摘荚混合收获；2010 年在分院种植BC1F5，种植群体1260株，成熟后优选单株摘荚混合收获；2011 年分院种植BC1F6，种植群体1440 株，成熟后优选单株42株；2012年在分院种植BC1F7，种植群体42 个株行，成熟后决选品系合交12-2843。2013—2015 年参加分院品种比较与黑龙江省品种试验，2016—2017 年参加黑龙江省品种区域试验，2018年参加黑龙江省品种生产试验，2019年由黑龙江省农作物品种审定委员会审定推广，定名为‘合农78’，品种审定编号为黑审豆20190011。

2 结果与分析

2.1 品种植物学特征

该品种亚有限结荚习性，株型收敛，株高90～100 cm，底荚高度15～20 cm，主茎节数17～18 个，少分枝；披针形叶，花紫色，茸毛灰白色；单株有效荚数40～45个，每节荚数3～4 个，每荚粒数2.2～2.5 粒，单株粒数95～100粒，百粒重22～23 g；荚熟弯镰形，呈褐色。

2.2 品种试验产量结果

该品种2016—2018 年参加黑龙江省第二积温带中部平原区区域与生产试验。2016—2017 年2 年12点区域试验平均产量2726.8 kg/hm2，较对照品种‘绥农26’增产9.6%，增产点比例91.7%；2018 年5 点生产试验平均产量3009.1 kg/hm2，较对照品种‘绥农26’增产11.5%，增产点比例100%。小区试验结果，充分证明了该品种产量高，生产潜力大（见表1）。

表1 食用大豆新品种‘合农78’黑龙江省品种区域与生产试验产量结果

2.3 品种品质检测结果

该品种子粒圆形，种皮黄色，有光泽，种脐黄色，百粒重22～23 g，具备东北大豆特色与品质优势，外观品质优良。

该品种2016—2018 年经农业农村部谷物及制品质量监督检验测试中心（哈尔滨）连续3 年检测分析，平均蛋白质含量41.75%，平均脂肪含量20.42%，蛋脂总和为62.17%。该品种蛋白质含量≥41%，达到了传统豆制品加工或直接食用大豆基本要求，为优质食用大豆品种。

2.4 品种抗病性鉴定结果

该品种2016—2018 年经黑龙江省农作物品种审定委员会指定灰斑病(SCSH)鉴定单位（黑龙江省农业科学院佳木斯分院）连续3年接种鉴定：灰斑病叶部发病级别3 级，病情指数54.5，病荚率3.7%，病粒率1.7%，鉴定结论为中抗SCSH(MR)，抗生产主要病害。

该品种2016—2017 年经国家品种审定委员会指定大豆SMV 鉴定单位（吉林省农科院大豆研究所）人工接种鉴定：抗大豆SMVⅠ号株系(R)，病情指数为20.00%。

2.5 品种适应性试验结果

该品种出苗至成熟生育日数120天左右，需≥10℃活动积温2450℃左右，适宜黑龙江省第二积温带、吉林省东部地区、内蒙古自治区兴安盟中南部和新疆伊梨地区种植，品种适应范围广。

该品种2年区域试验与1年生产试验，涉及黑龙江省4 个地区（佳木斯、哈尔滨、绥化、大庆）7个地点（依兰县、望奎县、汤原县、林甸县、庆安县、巴彦县和绥化市），由于试验区域与地点的土壤类型与气候条件的差异，证明了该品种对土壤条件要求不严，对生态环境适应能力强。

该品种2016 年5 点次区域试验平均产量2326.0 kg/hm2，变化幅度为2057.7～2551.3 kg/hm2，变异系数9.3%；2017年7点次区域试验平均产量3013.1 kg/hm2，变化幅度为2789.6～3575.3 kg/hm2，变异系数9.0%；2018 年5 点次生产试验平均产量3009.1 kg/hm2，变化幅度为2758.0～3605.0 kg/hm2，变异系数11.6%；3 年17点次品种试验平均产量2809.9 kg/hm2，变化幅度2057.7～3605.0 kg/hm2，变异系数14.8%。该品种多年多点品种试验，产量变异系数＜15%，说明产量稳定性好。由此可知，该品种适应性好。

2.6 品种栽培技术要点

该品种种植区域为黑龙江省第二积温带、吉林省东部地区、内蒙古自治区兴安盟中南部和新疆伊梨地区；要求选择地势平坦，土质肥沃，有机质含量高，保水性与保湿性好的地块种植[20]；种子达到大田生产用种或原种级别，播种前要对种子进行精选与包衣处理；一般栽培条件下，施底肥或种肥磷酸二铵150 kg/hm2，尿素60.0 kg/hm2，氯化钾50 kg/hm2；采用垄三栽培模式，或玉米原垄卡种大豆技术，种植密度2.5×105～3×105株/hm2；播种期为5月5—15日；除草可采用化学药剂播后苗前土壤封闭处理或苗后茎叶处理（1.5～2.0片复叶期）；在大豆拱土时深松1 次，3 片复叶期中耕1 次，封垄前中耕1次；在大豆初花期至鼓粒期喷施叶面肥1～2次，用尿素15 kg/hm2，钼酸铵0.45 kg/hm2，也可加入硼酸0.075 kg/hm2，兑水750 kg/hm2，叶面喷施[21-23]；在大豆分枝或始花期采用化控技术调节生长，用15%多效唑0.9 kg/hm2，兑水675 kg，混匀后叶面喷施；在有灌溉条件的地区，在大豆开花至鼓粒期，采用喷灌或滴灌补水技术；要及时防治病虫害，重点是根部疫霉病，叶部灰斑病和病毒病，茎部菌核病，虫害是大豆食心虫；在大豆进入黄熟期到完熟期之间收获[24-26]。

3 讨论

3.1 简单回交是品种改良创新的重要方法之一

回交育种程序，一般是连续回交4～5次，连续自交2～3次，由于回交与自交累计周期较长，所以实施过程中难度大，不易坚持完整的育种程序[27-28]。为此，在实际育种工作中，一般是采用简单回交方法，即连续回交1～2次，连续自交3～4次，加快完成育种程序，这样既能保证回交育种效果，又能缩短育种程序，达到功省效宏的作用。我们利用此方法，育成了‘合丰30’｛(合交69-231×克4430-20)F1×4430-20｝、‘合丰32’{(‘合丰26’ב维尔金’)F1ב合丰26’}、‘合丰50’{‘合丰35’×合交95-1101（‘合丰34’ב合丰35’）｝、‘佳豆33’｛（‘北丰11’ב合丰55’（‘北丰11’ב绥农4号’）｝、‘合农78’｛‘黑农43’×(‘黑农54’ב黑农43’）F1｝等优良品种，充分证明了该方法的可行性与有效性，值得广泛推广应用。

3.2 品种蛋白含量与产量潜力同步提升是品种改良关键目标

研究结果表明，大豆蛋白质的遗传属于数量性状遗传，受许多微效基因控制，以加性效应为主，也有一定的显性作用，同时蛋白质含量与产量呈负相关[29]。为此，在品种改良创新过程中，要突出目标性状（蛋白质含量与产量性状），采取优选亲本、合理组配、简单回交累加优良基因、优化选择与识别技术、品质跟踪检测与生态选择等技术措施培育新品种，能够确保品种蛋白含量与产量潜力同步提升。‘合农78’的选育，从育种理念、思路到顶层设计，从程序、方法、创新过程到结果目标明确，育种效果显著。

3.3 核心亲本的选择（母本）是高蛋白育种关键技术之一

研究结果表明，栽培大豆品种间杂交时，蛋白质含量的显性和上位效应不明显；蛋白质含量遗传的母体效应和细胞质作用明显；杂交后代蛋白质含量受亲本蛋白质含量影响较大[30]。因此，在杂交育种过程中，高蛋白质含量的亲本尽可能做母本，有利于选育高蛋白含量的品种。‘合农78’的选育，充分考虑了母本的作用，优选了高蛋白品种‘黑农43’(45.69%)为回交改良的母本，育成了蛋白质含量(41.75%)较高的品种，收到了预期的效果。

3.4 提质保优栽培措施对保证品种蛋白质含量稳定至关重要

由于食用大豆生产既要稳定品种蛋白质含量又要提高品种产量，所以在选择栽培技术上既要考虑高产措施又要考虑提质保优措施。为此，根据已有的研究结果，在集成高产栽培技术的基础上，可采取适区种植，适宜播种期内适当晚播，合理密度范围内适当稀植，在氮磷钾配比施用的基础上，增施氮肥，补施微量元素（锰、硼、硫、锌等微肥），在开花至鼓粒期灌水，收获时期调整到黄熟至完熟期等措施，均能有效的提高或稳定品种蛋白质含量，实现食用大豆生产既高产又高蛋白[31-32]。

4 结论

在优选亲本的基础上，以‘黑农43’为母本，与（‘黑农54×黑农43’）F1材料为父本，采用简单回交与分子设计育种技术结合的方法，育成了食用大豆品种‘合农78’，同时研究了良种良法配套技术。该品种蛋白质含量41.75%，脂肪含量20.42%，符合传统豆制品加工或直接食用大豆标准，解决了发展食用大豆生产的瓶颈问题，具有巨大的开发潜力与应用价值。