大豆栽培与育种-中韩对照

祝君早安?GoodMorning！,大豆栽培与育种,盖钧镒赵晋铭南京农业大学国家大豆改良中心,中朝农业发展与合作研修班,内容,一、大豆的生产与利用二、大豆复种制度三、大豆的栽培技术四、大豆的新品种选育,NationalCenterforSoybeanImprovement,一、大豆的生产与利用,四主产国大豆播种面积占世界总播种面积的80，总产约占90。480%,90%.,NationalCenterforSoybeanImprovement,（一）世界大豆生产概况,2006年全球大豆产量达到23350万吨的历史新高，比2000年的17577万吨增长了32.9%，年均增长4.8%，比1995-2000年间的7.1降低了2.3个百分点；大豆种植面积1.40亿公顷,比2000年的1.13亿公顷增加了24.0%，年均增长3.7%。2007年全球大豆产量达22095万吨，2008年全球大豆产量为23200万吨，比2007年增加5。,NationalCenterforSoybeanImprovement,2006年平均单产166.4公斤/亩，比2000年的155.3公斤/亩提高了7.1%，年均提高1.1%，低于1995-2000年间的2.7增长幅度,世界大豆产量增长中一个最重要的变化是南美大豆产量自2002年巴西和阿根廷的大豆总产量开始超越美国，成为全球最大的大豆产区，在国际贸易上的作用日益显著。2006年巴西和阿根廷的大豆总产量为1.043亿吨，占当年全球大豆产量的44.7%。按照南美大豆产量目前的增长速度，今后一个时期南美大豆产量将继续稳居世界大豆产量之首，有可能替代美国长期以来在国际大豆市场上的垄断地位。,NationalCenterforSoybeanImprovement,近年来，我国大豆产量总体呈现波动性增长态势。2000年产量为1540万吨，2004年达到历史最高纪录1704万吨，2006年下降到1597万吨，比2000年增加97万吨，年均增长0.6%。2008年大豆产量为1650万吨，比2007年增加29.66。我国是世界第4大生产国，由于大豆生产增长速度明显落后于美国、阿根廷、巴西等主产国，大豆总产量占世界的比重从2000年的8.7%下降到2006年的6.8%。,NationalCenterforSoybeanImprovement,200320052006200715391690155014002074280028273182361345904377458211.813.011.910.727.735.333.735.2,未來5-15年需要4000-4500萬噸/年,NationalCenterforSoybeanImprovement,中國大豆生產、進口及人均佔有量的動態,优质植物蛋白营养,（二）大豆的营养保健价值,NationalCenterforSoybeanImprovement,优质食用油料,NationalCenterforSoybeanImprovement,重要保健食品原料,为何将公众营养和大豆联系起来?大豆为人类提供了最基本最重要的营养成分。?,NationalCenterforSoybeanImprovement,中国居民豆类摄入量尚低,全国营养调查：200219922002-1992干豆类（g/人日）4.23.30.9豆制品11.87.93.9膳食宝塔建议：平均每人日豆类及其制品50g50g差距:（按2002实际摄入比例计）全国平均（g/人日）全国总计（万t/年）干豆类13.1-4.2=8.9422豆制品36.9-11.8=25.11376,NationalCenterforSoybeanImprovement,大豆摄入量与癌症率,每100,000人的死亡数100,000,NationalCenterforSoybeanImprovement,（三）国内外大豆加工利用简况,总体上，大豆加工制品向精细化、专用化、功能化方向发展，大豆食品加工向多元化、高品质、方便化方向发展。,.,.,NationalCenterforSoybeanImprovement,大豆产业与产业链,大豆生产,食用品(豆芽，豆粉)豆乳(腐)类加工业酱油发酵类加工业油脂类加工业蛋白类加工业保健品类加工业豆粕饲料业养殖业能源,印墨,纺织,胶粘剂等非工业利用,NationalCenterforSoybeanImprovement,二、大豆复种制度,北方一熟制春作大豆品种生态区-1东北春豆品种生态亚区-2华北高原春豆品种生态亚区-3西北春豆品种生态亚区黄淮海二熟制春夏作大豆品种生态区-1海汾流域春夏豆品种生态亚区-2黄淮海流域春夏豆品种生态亚区长江中下游二熟制春夏作大豆品种生态区中南多熟制春夏秋作大豆品种生态区-1中南东部春夏秋豆品种生态亚区-2中南西部春夏秋豆品种生态亚区西南高原二熟制春夏作大豆品种生态区华南热带多熟制四季大豆品种生态区,(一)中国大豆地理季节生态区,NationalCenterforSoybeanImprovement,中国大豆品种熟期组,根据中国复种制度特色，前后期相对长度不同将0、组各分为2个亚组，与来源地秦岭、淮河南、北相对应,.0、2.,.,与国际熟期组制度对应将中国大豆熟期组划分为000，00，0，等12组，未发现组000，00，0，12.,NationalCenterforSoybeanImprovement,无论耕作方式如何，作物轮作总是有益的。在免耕系统中轮作在防治病虫害和杂草上尤为重要。如果在轮作中包括有固氮能力的豆科植物更能增加作物产量，增加土壤氮素有效性并增加地力。,复种复种是指在同一田地上一年内接连种植两季或两季以上的农作物的种植方式。复种有接茬复种、移栽复种、套作复种和再生复种4种形式。耕地复种程度的高低，通常用复种指数来表示，即全年总收获面积占耕地面积的百分比。公式为：复种指数=年农作物总收获面积/耕地面积100%国际上通常用种植指数表示用地程度的高低，其含义与复种指数相同。,NationalCenterforSoybeanImprovement,熟制熟制是我国对耕地利用程度的另一种表示方法，它以年为单位表示收获农作物的季数。用符号“”表示年间复种。其中对一块田地上收获一次以上的熟制，称为多熟制。,复种的条件1.热量条件热量是决定能否复种的首要条件。复种的热量指标包括积温、生长期和界限温度。2.水分条件水分条件包括降水量、降水分配规律、地上地下水资源、蒸腾量、农田灌溉设施等。3.地力与肥料条件在光、热、水条件具备的情况下，地力不足、肥料少时，复种的效果不好；地力高、肥料充足时，复种效果就好。4.劳畜力、机械化条件,5.经济效益,NationalCenterforSoybeanImprovement,（二）高产大豆的条件,对环境条件的要求光照1.光照强度喜光作物2.日照长度对日照长度反应敏感的作物温度喜温作物，全生育期内所需要的10的活动积温1600-3200；不耐高温，超过40，着荚率减少5771。降水产量高低与降水量多少有关；黄淮海流域夏大豆区，69月份的降水量在435mm以上可满足大豆需要。,NationalCenterforSoybeanImprovement,土壤条件1.土壤有机质、质地和酸碱度大豆比较耐瘠薄，大豆不耐盐碱，pH宜在6.57.5之间。2.土壤的矿质营养需要矿质营养的种类全，主要是N、P、K、Ca、微量元素。3.土壤水分大豆需水较多，不同大豆品种的耐旱、耐涝程度不同。形成1g豆需水580744g,NationalCenterforSoybeanImprovement,复种技术1.选择适宜的农作物组合和品种熟制确定后，选择适宜的农作物组合，有利于解决复种与所需热量和水、肥条件的矛盾。一年两熟区，当热量资源紧张时，选用生长期较短的农作物比较稳产，如选用谷子与小麦组合，就比小麦玉米复种稳产。2.套作和育苗移栽套作和育苗移栽是我国北方提高复种指数，解决前、后茬农作物季节矛盾的一种有效方法。比较普遍采用的是冬作物行间套种各种粮食和经济作物，水稻套种绿肥或其他粮食作物等。在劳力充足、水利条件较好的地区，采用在育苗田育苗后移栽至大田，缩短本田生长期也是有效的途径。3.抢时播种，早发早熟,.前作及时收获，后作及时播种，减少农耗期，有利于后作早发；地膜覆盖可使迟播小麦早发增产，早熟710天；喷施催熟剂，重视施用底肥，避免后期重施化肥等，也是促进早发早熟、防止晚熟的技术措施。,NationalCenterforSoybeanImprovement,（三）中国北方主要的复种方式轮作制度1.两年三熟23主要形式为：春玉米冬小麦夏大豆；春玉米冬小麦夏甘薯；冬小麦夏大豆(或绿豆、芝麻)冬小麦夏闲。2.一年两熟12两熟复种的主要形式为：小麦玉米两熟、小麦大豆两熟、小麦棉花两熟、小麦花生两熟等。,NationalCenterforSoybeanImprovement,NationalCenterforSoybeanImprovement,地膜玉米后茬免耕种植大豆,（四）南方丘陵旱地复种分带轮作,高秆作物配矮秆作物、禾本科配豆科、直立型配匍匐型、喜光作物配耐阴作物，耗地作物配养地物。根据生长发育规律和趋利避害原则选择最佳播期：搞好前后作物共生期管理；采用地膜覆盖，育苗移栽、配方施肥、化学除草等先进技术；用好预留行。适合区域四川、贵州、云南、湖南、湖北、浙江等省。,技术措施,优点与效果充分利用资源；一带重用，一带重养，用养结合；每季作物都有好茬口。,NationalCenterforSoybeanImprovement,在中国南方地区，探索多种形式的间套复种模式，开拓种植区域，提高食用大豆供给能力。四川农业大学等单位充分利用我国大豆优异地方品种和优良新品种，建立了高产高效的“麦/玉/豆”新三熟种植模式，使四川省大豆生产跃上了一个新台阶。近几年来，四川省乐至县大面积推广“麦/玉/豆”模式，实现粮豆综合增产，原来乐至县需要调进大量大豆，现如今已调出大豆。,玉米套大豆,NationalCenterforSoybeanImprovement,木薯套大豆,甘蔗套大豆,三、大豆的栽培技术,（一）大豆的轮作、间作,合理的轮作是调解土壤养分，培养地力，减少杂草和病虫害的重要措施。间作可以合理利用光能、热量资源及土地。在我国多种间作形式中，大豆是主要间作作物之一。与大豆间作的农作物种类很多，大体上可分为两大类：大豆与高秆作物玉米、高粱等间作；大豆与矮秆作物小麦、马铃薯等间作。与大豆间作的农作物以玉米最为普遍，几乎占间作大豆面积95以上。但在大豆主产区，应逐步恢复大豆单作，以增加商品大豆的产量和质量。长期习惯于玉米间作大豆的地区，则宜提倡宽档宽畦间作玉米。在南方稻区，田埂豆种植较普遍。大豆与矮秆作物间作面积不大。,NationalCenterforSoybeanImprovement,（二）选用良种大豆必须选择适应当地生育期的生态类型的品种：早熟（霜前成熟），高产（粒茎比值高），并具有耐肥、抗倒、抗病等抗逆性。机械化栽培应注意结荚部位高于8cm，分枝收敛，不炸荚。,NationalCenterforSoybeanImprovement,（三）适时播种、合理密植,1.适时播种当地的播种应根据品种特性以及茬口等因素适期早播。春大豆当土温达到12以上时即可播种，14时播种过早，地温低，发芽缓慢，成苗率低，且易染病，也可能受晚霜之害。夏大豆播种季节，水分往往是主要矛盾，播种期还受前作的限制，播种愈早，产量愈高。当播种季节与土壤墒情、劳畜力有矛盾时，应抢墒播种，不宜过分强调整地质量。秋大豆的播种极限应根据品种生育期长短、霜期的早迟而定，力求早播。但大豆与玉米相比，是较耐迟播的。至于套种大豆，一般应在前作收获前1015d进行播种。,NationalCenterforSoybeanImprovement,2.合理密植与种植方式据研究，以成熟时籽粒产量和全田茎秆干重的比值（即粒茎比）可作为衡量密植的适宜度。通常籽粒产量是茎重的2倍，一般随茎重增加，粒茎比则减少。粒茎比减少率较茎重增加率为大的密度，即为合理密植的界限。适宜密度还因土壤肥瘦、品种特性、播种迟早而异。通常肥地品种繁茂性强、播种早的宜稍稀；反之，则宜稍密。一般每公顷大豆密度：春大豆30万45万；夏大豆18万37.5万；秋大豆60万株以上。在一般条件下，大豆每公顷播种量为6075kg，高的可达105135kg，少的为4552.5kg。大豆的种植方式，主要取决于既增加单位面积株数，又有利于大豆结荚习性的发展，同时还要考虑机械化栽培。目前生产上多应用单行条播和穴播。大豆出苗时子叶出土，播种深度以35cm为宜，土壤湿润，雨水较多时，可稍浅，以不露种子为度。,NationalCenterforSoybeanImprovement,（四）大豆施肥1.需肥规律大豆形成每100kg籽粒约需氮5.3kg，磷1.0kg，钾1.3kg；每100kg茎杆约需氮1.3kg，磷0.3kg，钾0.5kg。大豆在生育初期吸收养分极少，从中期开始急剧增加，并且持续上升。大部分的氮、磷、钾是在始花到种子长足期间积累的。成熟种子内的氮、磷、钾含量（）除种子外，随生育进程而减少。,NationalCenterforSoybeanImprovement,2.大豆各期施肥的效应苗期施肥促进根、叶生长，分枝期施肥可促进茎枝生长，提高茎中相对含氮量，分枝也增多，同时可促使花芽增多。初花期追肥既使株高、主茎节数、分枝数、茎粗、单株叶面积有所增加，还可增加开花数，提高结荚数。试验表明，大豆在苗期若有一定的氮素水平，打下了必要的营养基础，则施肥重点宜放在开花以后，使结实器官有较充分的发育，有利增产。磷钾肥早期施用，有利于根系发育、根瘤菌活动，使茎秆坚实抗倒；后期施用可提高种子质量。且磷、钾在植株体内可不断地再分配，前期施用对后期也有影响。因此，磷、钾肥一般宜在早期施用。,NationalCenterforSoybeanImprovement,3.施肥技术以往认为大豆对直接施肥效应差，但研究表明大豆高产是与高肥力水平相联系的。特别是磷、钾肥料的需要，通常每公顷施用450kg磷钾复合肥料，增产效果好。一般基肥以有机肥混施磷肥，每公顷可用土杂粪37.5t，混施过磷酸钙205300kg。苗期，花芽分化期可根据土壤肥瘦、前期施肥情况和植株长势确定是否施用。苗期一般在第一复叶期施用。大豆开花结荚期追肥对增产具有重要作用。这时大豆需肥最多。而基肥及前期追肥已大量消耗，需要及时供应充分的肥料以满足开花后对养分的需要。施用氮肥能促进同化器官合成的强度，增强碳水化合物和蛋白质的积累，减少花荚脱落，促进籽粒饱满。,NationalCenterforSoybeanImprovement,4.微量元素的应用大豆种子中硼、锰、钼、锌、铜的含量都较高，每1kg分别含有2.174.12mg硼，22.123.6mg锰，4.327.24mg钼，32.641.0mg锌，10.712.1mg铜。因而在土壤中上述各元素有效态含量偏低情况下，施用相应的微量元素有较显著的增产效果。,NationalCenterforSoybeanImprovement,（五）灌溉排水,1.需水规律大豆是需水较多的作物，其耗水系数一般为14002200，春大豆为10001400。大豆各生育阶段耗水量表现为，开花前耗水量占全生育期需水量的10，开花结荚期为6070，鼓粒期占2030，一般每形成1g干物质，需要水500g左右。开花到鼓粒阶段是大豆需水最迫切的时期。,NationalCenterforSoybeanImprovement,2.大豆对水分亏缺的适应早期的水分不足抑制叶片扩展，生长速率降低，叶面积减少。茎生长受阻要大于叶生长受阻。在土壤水分少的情况下，茎生长量的下降比根生长量的下降大一些，结果使冠根比下降，有利于吸收水分，减少蒸腾。,3.降雨与产量大豆产量受开花期以前的降雨量影响不大。产量与开花成熟期降雨量之间关系非常密切，相关系数为0.8245。大豆单产3000kg/hm2，开花成熟期的降雨量需400mm以上。由于降水量的年间变化，加上降雨量分布的不均匀，开花鼓粒阶段如遇干旱能进行灌溉则有显著的增产效果。,NationalCenterforSoybeanImprovement,4.灌溉植物组织的水分状况是指示是否需灌水的重要依据。表示植物水分状态的生理指标最常用的有水势和相对含水量，其数值与植株形态相对应。一般当叶片刚出现萎蔫，近生长点端的叶片下垂时就应进行灌溉。适宜大豆生长发育的土壤水分指标，为土壤田间最大持水量的6570，开花、结荚、鼓粒期为7580，当低于65时，应及时灌溉。苗期一般不进行灌溉，以控制土壤水分，促进根系发育，幼苗健壮；分枝期宜保持一定的土壤水分，才能促进分枝迅速生长；大豆花荚期需水较多，一般应灌水12次，可以提高光合强度，促使物质转运，提高结荚率和结粒率，有明显的增产作用；至花荚后期成熟阶段，则灌水不宜太多，以免大豆贪青晚熟，影响产量和品质。总之，大豆耐涝性较差，灌水以渗湿田土为原则，不能使田内积水过久。一般多用沟灌润田，润透后即排去渍水，待田稍干，即需中耕，忌大水漫灌。遇到水涝，必须排水。,NationalCenterforSoybeanImprovement,（六）田间管理的其他措施,1、查苗补种、间苗匀苗,2、中耕除草和培土,3、摘心肥水充足时，大豆容易发生徒长倒伏，使植株下部花荚严重脱落，造成减产和品质降低。大豆摘心能防止倒伏，促进植株多分枝和着生较多的花簇，增加有效荚数，使籽粒饱满，提高产量。摘心的效果因气候、土壤、品种而异。湿润多雨年份、土壤肥沃、晚熟品种、无限结荚习性的品种，以及茎叶繁茂性强的品种，摘心效果较好。一般无限结荚习性品种以在开花盛期剂开花末期较好。摘去主茎顶心2cm左右即可。4、生长调节剂的应用,NationalCenterforSoybeanImprovement,（七）大豆留种、收获与贮藏,1、去杂去劣，选留纯种2、及时收获3、贮藏大豆种子含水量要求在13.5以下贮藏才较安全。贮藏大豆的场所要干燥通风。,NationalCenterforSoybeanImprovement,NationalCenterforSoybeanImprovement,中国东北大豆产区实现了大豆完全机械化生产技术,巴西某农场大豆收获现场,大豆联合收割机,NationalCenterforSoybeanImprovement,四、大豆的新品种选育,大豆是自花授粉的种子繁殖作物，通常其异交率小于1%大豆的品种类型：家系品种和杂种品种结荚习性类型：无限结荚习性类型有限结荚习性类型亚有限结荚习性类型,NationalCenterforSoybeanImprovement,（一）大豆育种目标与目标性状,与高产、优质、高效农业发展方针相应的大豆育种目标包括生育期、产量、品质、抗病虫性、耐逆性、适于机械作业特性以及其他特定要求的特性（如育性等）。,NationalCenterforSoybeanImprovement,1生育期大豆育种对生育期性状要求依其推广使用地区的地理、气候条件及其在复种制度中的季节条件而异。美国大体按纬度将大豆品种分为000、共13组，每组品种在其适应地区早晚相差约1015天。北美品种熟期组的划分逐渐为世界各国所采纳，成为国际通用方法，尤其适用于一熟制大豆的地区。盖钧镒等（2001）根据北美13个熟期组大豆代表品种及中国地方品种生育期试验结果将中国大豆品种归属为相应的000共12个熟期组，未发现组品种；并按同一熟期组品种生育前期变异的地理分布，在0熟期组内各划分为秦岭淮河线以北亚组（前期较短）与秦岭淮河线以南亚组（前期较长），从而将我国大豆品种进一步划分为熟期组000、00、01、02、1、2共12组16种熟期类型；还提出我国大豆品种熟期组、亚组归属的鉴定方法、标准和各地鉴定的标准品种名录。该大豆熟期组方法可体现我国不同复种制度下形成的品种特性，又可与国际接轨。,NationalCenterforSoybeanImprovement,2产量产量作为育种目标的重要性是显然的。产量的最根本最可靠的测度是实收计产，产量可以分解为构成因素进行考察。一种分解是单位面积一定株数下的单株荚数，每荚实粒数（或每荚理论粒数空瘪粒率），百粒重。另一种分解是单位面积生物量与收获指数（或经济系数）；由于大豆成熟时落叶，收获时一部分根留在土中，由收获的粒、茎部分算出的称为表观收获指数或表观经济系数。大豆育种对产量及产量性状的要求依育种地区及其相应复种类型的现有水平而定，通常要求增产10%以上。目前认为产量突破的水平，东北为325公斤/亩，黄淮海为300公斤/亩。南方为250公斤/亩，西北干旱地区灌溉条件下为375公斤/亩。各地品种产量构成因素各有其特点与弱点，因而有各地的具体要求。,NationalCenterforSoybeanImprovement,3品质品质与利用方向有关。随着加工利用方向的拓展，大豆品质性状要求日趋多样化。大豆的品质性状可概括为以下五方面：子粒外观品质：除特殊要求外，通常希望黄种皮，有光泽，百粒重18g以上。近球形，种脐色浅，种皮无褐斑及紫斑，种粒健全完整。作纳豆用要求小粒，百粒重8-10克或以下。作菜用豆则要求特殊种皮色及子叶色，大粒。油脂与蛋白质含量：大豆品种的生态特点北方油脂含量较高，南方蛋白质含量较高。一般品种北方春大豆区要求油脂含量20%以上。高油脂品种要求在23%以上；一般品种，黄淮海地区要求蛋白质含量42%以上，南方多熟制地区43%以上。高蛋白品种要求44%-46%或以上。蛋白质与油脂双高型品种要求蛋白质含量42%以上、油脂含量21%以上。油脂品质：亚麻酸含量现有资源为5%-12%，降到2%以下可解决豆油氧化变味问题。增加油酸和亚油酸等不饱和脂肪酸含量有益于人体心血管系统。保健行业还需要卵磷脂含量高。,NationalCenterforSoybeanImprovement,蛋白质品质：大豆蛋白质的氨基酸组成较齐全，但与牛奶等相比含硫氨基酸（蛋氨酸与胱氨酸）的含量偏低，仅2.5%左右，希望能提高至4%或以上。蛋白质加工行业要求凝胶性好，需提高贮存蛋白11S/7S比值，从现有的平均1.12提高到3.0左右，11S组分中I组亚基含硫氨基酸含量高，因而提高比值将可同时改善含硫氨基酸含量。生豆子中存在胰蛋白酶抑制物，不利于直接用作饲料，希望选育无SBTI-A2的品种。豆乳、豆乳粉、豆腐类食品加工行业的得率，有些还要求缺失脂肪氧化酶，该酶导致生成豆腥味。饲料行业要求缺失胰蛋白酶抑制剂。特殊活性物质异黄酮具抗癌、保鲜作用，希望从4mg/g提高到68mg/g。低聚糖有益于乳酸杆菌生长因而有利于人体消化功能，希望有所提高。菜用毛豆另有其形态、食用品质和营养品质的要求。随着人类对食品营养要求的科学化，大豆品质育种将是未来育种的主要方向。,NationalCenterforSoybeanImprovement,4抗病虫性抗病虫性是大豆与另一种生物的关系。我国全国性的主要病害，列为育种目标的已有大豆花叶病毒和大豆胞囊线虫，地方性的病害有东北的灰斑病和南方的锈病，近年纳入育种计划的有东北的菌核病及黄淮的根腐病等，疫霉根腐病也受到重视。我国抗虫育种已有计划的为东北的食心虫与大豆蚜虫；关内的豆秆黑潜蝇，豆荚螟及一些叶食性害虫，包括豆卷叶螟、大造桥虫、斜纹夜蛾等。各国各地区主要病虫害不同，抗性育种的病虫种类自然不同。美国的主要抗病育种对象为大豆孢囊线虫病和疫霉根腐病，抗虫育种对象为叶食性害虫，但虫种主要为造桥虫、墨西哥豆甲、棉铃虫等。,NationalCenterforSoybeanImprovement,5耐逆性耐逆性与适应性是同一性质的育种目标。国内外的主要耐逆育种性状有耐旱性（习称抗旱性）、耐渍性、耐酸性土壤的铝离子毒性、耐碱性土壤的缺铁黄化性、耐盐碱性、以及耐低温性等。适应性表现为对地区综合条件的平稳反应特性。6机械化作业特性适于机械化作业的特性主要涉及一定的分枝与结荚高度（通常要求12厘米以上）、成熟不裂荚和种子不易破碎。7育性育性是相应于杂种优势利用的特殊育种目标。目前已育成质核互作雄性不育及配套的保持系和恢复系材料，但异交结识性还不够，有待改良后用于杂种种子生产。,NationalCenterforSoybeanImprovement,不同利用方向的高产、稳产、优质品种,（1）高油大豆育种我国今后的高油大豆育种创新目标为油脂含量2425%，油酸亚油酸含量9092%，亚麻酸含量12%。,冀nf37,冀黄13,NationalCenterforSoybeanImprovement,（2）高蛋白大豆育种我国今后高蛋白育种创新目标为：蛋白质含量为5455%，含硫氨基酸含量为4.04.2，培育不含胰蛋白酶抑制剂的材料，应用于生产。,南农99-10,冀豆15,NationalCenterforSoybeanImprovement,（3）豆腐加工型大豆育种我国干豆腐得率和干豆乳得率的创新目标分别为：65和80。,（4）鲜食毛豆及休闲大豆育种今后要加大品质育种研究，尤其是培育口感好的新品种。,南农菜豆6号,NationalCenterforSoybeanImprovement,（二）大豆种质资源的研究和利用,大豆属现分为2个亚属24个种，Glycine亚属内的22个种为多年生野生种，它们与栽培大豆(Clycinemax)在亲缘上较远。Soja亚属内的G.soja为一年生野生大豆，常简称野生大豆，蔓生。,大豆的基因库,NationalCenterforSoybeanImprovement,大豆资源利用的途径是多方面的。通过引种而直接用于另一地区的生产要从生态类型相似的地区引用，特别要注意到品种的光温反应特性、抗病性及对气候土壤条件的适应性。直接引用于生产应经多年多点田间比较试验的鉴定才能大面积扩展。大量的引种工作主要在于为育种提供基因资源。利用大豆地方品种自然变异选择育种，到现在仍有潜力。大豆种质资源最广泛的应用是作为杂交亲本。,NationalCenterforSoybeanImprovement,（三）大豆育种技术方法,1、大豆家系品种选育大豆家系品种选育一般包括以下步骤：产生具有目标性状遗传变异的群体；将群体进行天然自交，从中分离优良个体并衍生为家系；多年、多点家系试验，鉴定其产量及其他育种目标性状，从中选拔优异家系；繁殖种子，审定与示范、推广。,NationalCenterforSoybeanImprovement,2、自然变异选择育种自然变异选择育种的基本步骤包括：从原始材料圃中选择单株；选种圃进行株行试验；鉴定圃进行品系鉴定试验；品种（系）比较试验；品种区域适应性试验。由于自然变异群体一般经过多代自交，变异个体大都纯合或只具有较低的杂合度，因而通常只须经过1代或2代单株选择便可获得纯系，育种年限较短。,NationalCenterforSoybeanImprovement,3、杂交育种杂交育种是迄今大豆育种最主要、最通用、最有成效的途径。我国60年代以来育成的新品种，大都由杂交育成。,（1）亲本及杂交方式杂交育种的遗传基础是利用基因重组，包括控制不同性状的有益等位基因的重组和控制同一数量性状的增效等位基因间的重组。一个亲本的配合力是其育种潜势的综合性描述，大豆育种中实际利用的是亲本的特殊配合力，一般配合力只是预选亲本的参考依据。,NationalCenterforSoybeanImprovement,重组育种须选配好二个亲本，育种家的经验可以概括为以下要点：一是选用优点多、缺点少、优缺点能相互弥补的优良品种或品系为性状重组育种的亲本。二是转移个别性状到优良品种上的重组育种时，具有所转移目标性状的亲本，该目标性状应表现突出，且最好没有突出的不良性状。三是育种目标主要为产量或其他数量性状，着重在性状内基因位点间的重组，所选亲本应均为优良品种或品系，各项农艺性状均好，通过重组而累积更多的增效等位基因并产生更多的上位效应。,NationalCenterforSoybeanImprovement,（2）杂种群体自交分离世代的选择处理方法为选育纯合家系，所获杂种群体不论来自多少亲本、何种杂交方式，均须经自交以产生纯合体。自交后群体必须大量分离。理论上亲本间有多个性状、多对基因的差异，加之基因间又可能存在连锁，分离将延续许多世代，最后形成大量经重组的纯合体。大豆育种者对杂种群体自交分离世代的选择处理方法大致可归为二大体系。一是相对稳定后在无显性效应干扰下再作后裔选择，包括单籽传法、混合法及集团选择法等。另一是边自交分离，边作后裔选择，包括系谱法、早代测定法等。,NationalCenterforSoybeanImprovement,单籽传法（singleseeddescent,SSD）根据杂种群体自交分离过程中上一世代个体间的变异大于下一代相应衍生家系内个体间的变异，尽量保证F2世代个体间的变异能传递下去，每一F2单株只收1粒，但全部单株都传1粒，各自交分离世代均按此处理直至相对稳定后从群体中进行单株选择及后裔比较鉴定。采用单籽传法的群体受自然选择的影响极小。单籽传法无须作很多考种记载，手续简便，非常适于与南繁加代相结合，因而能缩短育种年限。,NationalCenterforSoybeanImprovement,混合法(bulk)与集团选择(massselection)混合法收获自交分离群体的全部种子，下年种植其中一部分，每代如此处理，直至达到预期的纯合程度扣从群体中选择单株，再进行后裔比较鉴定试验。用混合法处理的群体自然选择的影响甚大，因不同基因型间在特定环境下存在繁殖率差异。自然选择的作用可能是正向的，也可能是负向的，依环境而定。对自交分离群体可以按性状要求淘汰一部分个体后再混收或选择一部分个体混收，下年抽取部分种子播种，直至相当纯合后再选株建立家系，这种方法即为集团选择法。例如，对群体只收获一特定成熟期范围的植株。集团选择均为表型选择，建立家系后才能作基因型选择。混合法和集团选择法手续更简便，但在南繁或冬繁条件下易受与育种场站不同环境的自然选择的干扰，所以近来许多大豆育种者宁愿采用单籽传法。,NationalCenterforSoybeanImprovement,系谱法(pedigree)系谱法从杂种群体分离世代开始便进行单株选择及其衍生家系试验，然后逐代在优系中进一步选单株并进行其衍生家系试验，直至优良家系相对稳定不再有明显分离时，便升入产量比较试验。所以系谱法是连续的单株选择及其后裔试验过程，保持有完整的系谱记载。系谱法简单明了易于理解接受，对所选材料经过多代系统考察鉴定把握性较大，但由于试验规模的限制，在早代便须用较大选择压力，这在诸如抗病性等在早代便可作严格选择的性状是适宜的；而对于诸如单株生产力等遗传率较低的性状，往往由于早代按表型选择时误将一批优良基因型淘汰而葬送了一些优良材料或组合；其次，由于一些育种性状不宜在南繁或冬繁条件下作严格选择，因而这种情况下系谱法将难以充分利用冬繁加代缩短育种年限的好处。国内以往大多数大豆育种者均采用系谱法，近已减少。,NationalCenterforSoybeanImprovement,早代测定法(early-generationtesting)早代测定法的基本过程是在自交分离早代选株并衍生为家系，经若干代自交及产量试验从中选出优良衍生子群体，再从已自交稳定的子群体中选株并进行其后裔比较试验。理论上，此法可通过早代产量比较将最优衍生系群体突出出来，然后优中选优进一步分离最优纯系。但实际上，早代产量比较受规模的约束，不可能测验大量衍生群体，一大批优秀材料可能在产比前便已丢失。关于早代测定法中多少衍生群体参加产量比较，每群体进行几个世代产量比较等，各人均有自己的设计，并不一致，相对较一致的是一般均用F2或F3衍生群体进行早代测定。鉴于早代表现的产量差异包含有一定的显性及其有关基因效应成分，一些大豆育种家顾虑它不足以充分预测从中选择自交后代的潜力，再加上此法手续不如其他方法简易，因而此法的使用者并不多。,NationalCenterforSoybeanImprovement,4、回交育种,回交育种主要用于将个别目标性状转移到优良的推广品种上去，最常见的是抗病性的转移，回交育种所转移的性状一般为主基因性状，尤其是单基因性状。这种情况下通过将杂种与轮回亲本的回交加强轮回亲本综合优良性状的遗传基础，同时选择具有所要转移的目标性状的个体。,回交育种的技术要点：除亲本选择外，以下几点常须在计划时明确。a.回交育成的新品种应具有哪一亲本的细胞质。为实现所定的要求，至少应将该亲本作为最后一次回交的母本。b.由所转移的目标性状基因或基因型在回交后代中存在的理论频率估计所需足够的回交种子数。c.回交次数的确定。若希望尽量回复轮回亲本的种质，一般至少回交4、5、6次。d.轮回亲本可以更换。若回交育种过程中有更优良的品种出现，综合性状优于原轮回亲本，可用该优良品种作为后期回交的轮回亲本。这种方法称为修饰或改良回交法。e.所转移的目标性状由多基因控制时的回交育种技术。,NationalCenterforSoybeanImprovement,5、诱变育种,诱变育种的基础材料通常是纯合家系，便于鉴别所诱发的突变体。诱变育种的基础材料也可以是杂合体，以促进杂合位点之间的交换或重组，所选育的后代只求性状优良，不必深究其遗传变异的确切原由。,诱变方法物理方法：60Co-射线、X射线和热中子流等。化学方法：秋水仙碱、甲基磺酸乙酯（EMS）、硫酸二乙酯（DES）、亚硝基乙基脲（NEH）等。理化诱变的突变方向，迄今尚难预测，通常有益变异的频率仅千分之几，因而诱变育种的成功与否仍受概率的约束，必须考虑诱变处理的适宜样本含量。样本过大，试验规模不允许；样本太小，低频率突变个体难以出现。权衡两方面，实际上要求M1世代有足够数量成活植株和突变个体，M2世代能分离出较多有益变异个体，通常每材料每处理有500-2000粒种子，视材料数及可提供的种子数而论。,NationalCenterforSoybeanImprovement,诱变后代的选育,诱变一代（M1）按材料及处理剂量分小区种植，注意各种保证存活率的措施。收获方法有单株收脱法，每荚一粒法，每株一粒法，混合收脱法等。诱变二代（M2）M1代单株收脱者，可种植M1:2株行，按其他方法收获者则均按群体处理，种成小区。突变频率通常在M2代计算，公式相应为：突变频率=（发生有突变的M1:2株行数/总M1:2株行数）100%突变频率=（发生有突变的M2植株数/总M2株数）100%两者并不相同，前者较确切，后者较简便而常用。在M2代的选择方法，按株行种植者，可在选择优行的基础上进一步从中选择优良变异单株，还可再在其他株行增补选择其他优良变异单株。按群体种植者则直接选择优良变异单株。诱变三代（M3）按M2选株种成M2:3株行。表现稳定的株行，按行选优；表现有分离的株行则继续在优行中选优良变异单株。M4及以后世代纳入常规的品系鉴定和比较试验。以上诱变后的选育方法，主要指基础材料为纯合家系的情况。若所处理的材料为杂种早代，由于杂合程度较高，需有较多世代才能达到稳定，可参照杂种后代选育的方法进行。,NationalCenterforSoybeanImprovement,6、群体改良与轮回选择,人工合成种质群体包括群体合成与群体改良两个环节。大豆通过轮回选择进行群体改良，关键性的技术包括两方面，一是互交技术，二是选择技术。大豆的互交技术，一是人工杂交，一是利用雄性不育基因进行天然杂交。另一种人工互交是单交、复交、连续复交。理论上要求基因间充分重组，因而要求各种基因型包括杂种类型间的充分互交，这便要求有大量的交配及多代交配。轮回选择中的选择技术与所需改进的性状有关。对一些遗传率较高的性状，如脂肪含量、蛋白质含量、耐缺铁性等，一般从群体中选株，在株行世代进行严格选择，即可得到很好的效果，周期间有显著选择进展。但对遗传率较低的性状，尤其产量本身，选择效果与试验单位有关。,NationalCenterforSoybeanImprovement,（四）大豆育种新技术的研究与应用,利用分子标记辅助选择育种已成为植物育种领域的研究热点，分子标记技术只是起“辅助”表型选择，即使是基因型选择时也不能替代育种实践中要实施的综合性状选择技术以及育种经验，因此标记辅助选择离不开常规育种。利用转基因技术可以打破物种界限，突破亲缘关系的限制，获得自然界和常规育种难以产生、具有突出优良育种目标性状的有益变异。生物技术育种不是常规育种的替代，两者相辅相成将是一种必然的发展趋势。常规育种已积累基因利用、重组和诱变等相结合的丰富经验，基因工程需要有细胞工程作基础，且细胞工程、分子育种的产品都需要通过田间试验个体和群体的表现考虑，才能进入生产应用。为了发挥各种方法的互补潜力，提高育种效率和效益，需要进一步促进常规技术与高新技术的结合，建立综合的育种技术体系。,NationalCenterforSoybeanImprovement,A2,C2,D1b,D2b,NationalCenterforSoybeanImprovement,QTL定位及分离分析方法结果的比较,全生育期在连锁群N12-F1上的LOD值,全生育期在连锁群N21-N上的LOD值,NationalCenterforSoybeanImprovement,NationalCenterforSoybeanImprovement,TraitAlleleEffectCarrier,NationalCenterforSoybeanImprovement,优异等位变异的效应及其载体,Nat