大豆常规育种和分子育种相结合的研究进展

2024-03-31崔少彬于晓光陈祥金魏然刁鹤楠

河北农业 2024年1期

□文/崔少彬于晓光陈祥金魏然刁鹤楠

大豆属于油料作物，含有丰富的蛋白质。大豆可以制成多种食物，例如：豆腐、腐乳等。随着社会经济的发展，人们的精神和物质需求都得到了满足，开始追求生活质量，对于大豆品种也有了更高的需求，相对于其他国家来说，我国大豆的自产率低，大多依赖国外进口。相关数据显示，2023 年5 月我国进口大豆1202 万吨，增幅24.3%。虽然我国大豆育种工作已经出现成效，但与一些发达国家相比仍有较大的差距，为进一步提高大豆的育种率，笔者将对大豆常规育种和分子育种相结合开展研究，不断提高育种效率和加快育种进程。

一、大豆后代的选择

在对大豆后代进行选择时，为保证育种目标需要综合考虑抗逆性、含油量、蛋白质以及产量，可以借助分子标记的方式来辅助大豆后代选择，在选择材料时，将选择的重点放在表型和基因型一致的材料上。

在研究人员早期选择材料，为后期育种实践做准备时，首先需要通过目测的方式选择品相、状态优质的单株。初次选择高代材料时，需要根据田间目测的方式，田间的目测方式应分为优质高产、抗倒以及抗病，先淘汰一些品相差的不良植株，之后根据植株生长表现进行综合评分。结合室内综合评分数据以及产量选出优质品种和植株，进一步参与到育种单位所创办的内部比较实验中，根据实验结果选拔出优质植株，加以培养参与到后续各省、各区域之间的比较试验中，将通过层层筛选，得到各项指标符合规定的大豆植株，经过省级、国家级品种审定委员会审定后，整个大豆后代选择就可以确定。

二、大豆育种方法

目前，大豆有多种育种方式，例如：分子育种、引种、杂交育种、轮回育种、系统育种以及辐射诱变育种等。现阶段，我国科研单位中，省级科研单位大多采用杂交和分子这两种育种模式，而市级科研单位则只采用杂交育种模式。针对育种年限对常规大豆育种进行分析，研究人员从选择优质大豆植株，培育出圃整个过程会耗费研究人员5 年的时间，再出圃接受鉴定、参加区域试验又会花费5 年时间。因此，育种单位为了提高育种效率，缩短育种年限，会利用海南冬季的光温条件对育种材料进行繁殖加代，这样能够在一年内收获两代材料。除此之外，还可以选择在当地建设温室，将温室调节到适宜培育大豆的标准，从而实现收获两代甚至多代的材料。

（一）常规育种。在常规育种中，科研人员可以选择的育种方式共有5种。分别是：杂交育种、回交育种、自然变异选择、群体改良以及轮回选择。在对育种方式进行选择的过程中，科研人员需要采用筛选或引进优质基因材料的方式，对优质材料进行鉴别和评定，保证其能够参与到试验中，将优质变异材料进行培育，保持水量和肥料的供给，加强田间管理，降低试验中出现失误的概率。坚定优质、高产、抗逆等育种目标。研究人员经过10年的选择、培育以及试验，选育出最符合目标的大豆育种种类。

杂交是一种常用的育种方式，被试验单位广泛应用。相关资料显示，20 年间，有141 个大豆品种经过国家农作物品种审定委员会审定，这141 个大豆品种中有131 个大豆品种为杂交育种选育［1］，由此可见，杂交育种在我国大豆育种中的重要地位，杂交育种技术主要有混合法和系谱法，两种技术方法最主要的区别就在于是否在早期就开始进行单株选择。混合法是从第四代开始进行单株选择，系谱法则在第一次进行分离世代时就开始根据育种目标对后代单株进行选择。目前在生产上大多采用混合法进行选择，这种方法能够最大限度地保留变异株系，从而更好地让试验人员选出优质品种。

（二）分子育种。相关调查显示，研究单位进行大豆分子育种的过程中，共将其分为三类，首先是分子设计育种。这种育种方式，主要是利用生物学技术以及基因技术，通过选取科学合理的方案进行育种；其次是转基因育种。这种育种方式通过利用现代生物技术，增强多个或单个基因改良植物的性状，保证植株培育过程的稳定，最终完成改良的目的；最后是分子标记辅助选择。这种育种方式，主要通过研究人员对分子进行标记，从而判断基因是否存在，最终完成目标性状的选择，在植物改良过程中，通过分子标记选择方法能够起辅助作用，这种分子标记辅助选择技术包括电泳核型技术、DNA芯片、PCR以及分子杂交等。

当前社会已经将抗虫基因应用到商业化种植中，现阶段我国抗除草剂转基因大豆，主要有两种，一种是中黄6106，另一种是DBN9004［2］，并且这两种大豆早已在2020年就获得了相关生产安全证书。与非转基因大豆相比，转基因大豆对于害虫有极高的抵抗性，能够减少农药、化肥的使用。大规模种植抗除草剂大豆或转基因抗虫大豆能够有效控制大豆受到草害和虫害，提高大豆的品质和产量。随着社会科学技术的发展，农业技术水平也在不断地发展，国内有多家生物育种平台应用到分子育种技术，并取得了一些成果，但与发达国家相比仍有较大差距，需要继续深入研究。

三、常规育种与分子育种结合

常规育种和分子育种各有优势和劣势，在将大豆常规育种与分子育种结合时，需要将两者优劣互补，提高大豆的种植效率。首先可以从其他作物或是野生材料中寻找有益基因源；其次需要研究大豆基因克隆以及基因功能，通过常规大豆育种的方式，基因型改良大豆的品种，促使培育出的大豆品种更适合生产；最后常规大豆育种筛选主要是通过油分含量、蛋白、产量、表型以及植株类型等［3］，常规育种与分子育种结合的大豆育种则需要加入一些分子育种的方式，利用分子辅助标记的方式帮助相关研究人员选择大豆品种，还是表现型大豆品种，从而缩短育种的时间，提高育种效率。