新常態(tài)下綠豆育種方向思考

趙逢濤，宮慧慧，孟慶華，董合忠

（山東棉花研究中心，山東 濟南 250100）

新常態(tài)下綠豆育種方向思考

趙逢濤，宮慧慧，孟慶華，董合忠

（山東棉花研究中心，山東 濟南 250100）

本文立足全國及山東省綠豆學(xué)科發(fā)展需要，提出了適應(yīng)時代需要的綠豆育種方向和育種策略，為推動綠豆學(xué)科和產(chǎn)業(yè)發(fā)展明確方向。

綠豆；育種方向；思考

在豆類作物中，除大豆、花生外，以食用籽粒為主的統(tǒng)稱食用豆類。我國食用豆類栽培歷史悠久，資源豐富，種類繁多，遍布全國。我國是綠豆、飯豆的起源中心之一，是菜豆的次級起源中心。中國是全球第二大食用豆出口國，近年來進口量的增速明顯高于出口量。

食用豆一般具有產(chǎn)業(yè)鏈長、產(chǎn)品類型多、藥食同源、商品性強、價格較高、經(jīng)濟效益好等特點。山東在發(fā)展食用豆方面有著得天獨厚的優(yōu)勢[1]。一是地處沿海，勞動力密集，出口及內(nèi)銷潛力巨大，深加工企業(yè)較多，適宜發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈長的食用豆作物；二是山東有著大面積的濱海鹽堿地和半干旱丘陵山地，具備耐鹽抗逆抗瘠貧食用豆作物的生存空間，可以在不與糧爭地的前提下發(fā)展；三是山東人文氣息濃厚，對食用豆異常青睞，種植歷史悠久，最大種植面積曾達6.67余萬hm2；四是食用豆中主要作物綠豆等，屬于喜溫作物，凡是適宜種植棉花、玉米的地區(qū)均可種植。而綠豆具有較強的固氮作用，可有效改善土壤生態(tài)環(huán)境，其生育期較短，適于復(fù)播或與棉花、玉米間作種植。山東是我國玉米和棉花生產(chǎn)大省，因此，在保證玉米、棉花不減面積和不減產(chǎn)的前提下大力發(fā)展食用豆，可提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綜合效益，具有強大的生命力。

長期以來，我國由于忽視綠豆生產(chǎn)，對綠豆科研重視不夠，致使綠豆產(chǎn)量低而不穩(wěn)[2]。這使人們錯誤地認為，綠豆是一種低產(chǎn)作物。育種人員曾對綠豆品種進行了大量的產(chǎn)量試驗，從收集到的試驗數(shù)據(jù)表明，綠豆也可以象其它作物一樣能夠育成高產(chǎn)品種。相比大宗作物，綠豆遺傳研究落后，近年來新品種的選育進程緩慢，極大限制了綠豆產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展[3]。

1 綠豆種質(zhì)資源

1.1 綠豆起源

綠豆屬于豆科蝶形花亞科菜豆族豇豆屬，染色體組為2n=22。綠豆起源于亞洲東南部，中國云南、廣西等地也發(fā)現(xiàn)過野生綠豆，因此被認為在綠豆的起源中心之內(nèi)。綠豆富含蛋白質(zhì)、維生素、礦質(zhì)元素等營養(yǎng)物質(zhì)，且具有藥用價值，是廣受歡迎的醫(yī)食兩用作物[4]。

1.2 綠豆種質(zhì)資源評價及利用情況

目前，全世界收集和保存的綠豆種質(zhì)資源有3萬多份，中國作為綠豆原產(chǎn)國，自1978起就已將綠豆種質(zhì)資源研究正式列入國家課題，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物品種資源研究所組織各省市區(qū)的有關(guān)科研單位開展綠豆種質(zhì)資源的收集、保存、鑒定評價和創(chuàng)新利用研究。目前，我國已收集到國內(nèi)外綠豆種質(zhì)資源約6000余份，其中5600多份已編入《中國食用豆類品種資源目錄》，并對約40%的資源進行了主要營養(yǎng)品質(zhì)分析、抗病蟲和抗逆性鑒定，根據(jù)這些種質(zhì)資源的評價數(shù)據(jù)，確立了綠豆優(yōu)異資源目錄，為綠豆品種改良中親本的選擇等提供了種質(zhì)基礎(chǔ)。

2 綠豆比較優(yōu)勢

綠豆能固氮，改善土壤環(huán)境，是中國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要環(huán)節(jié)，其耐瘠、耐蔭等生長特點也使其成為經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)脫貧致富的主要作物。綠豆還是中國重要的出口商品，年出口原綠豆約2.0× 105t。綠豆播種適期長，適應(yīng)性廣，抗逆性強，且具有較好的固氮能力，是禾谷類、棉花、薯類等作物間作套種的較適宜作物。另外，綠豆經(jīng)濟利用價值高，屬高蛋白、低脂肪、中淀粉、醫(yī)食同源作物，是人們理想的營養(yǎng)“保健食品”。近年來，隨著農(nóng)業(yè)耕作制度和人們飲食觀念的改變，綠豆種植面積和市場需求量也越來越大。

3 綠豆育種方向

與大宗作物相比，綠豆的種質(zhì)資源利用率較低，品種改良方法仍局限于常規(guī)育種手段，遺傳研究基礎(chǔ)薄弱，尤其是現(xiàn)代分子遺傳學(xué)研究落后，導(dǎo)致綠豆新品種選育進程緩慢，育種效率低下，限制了綠豆產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。

3.1 主要育種方向

針對綠豆作物生育特點及生產(chǎn)需要，綠豆育種的主要培育目標是：培育生育期短的品種，以適于復(fù)種和間種；培育低矮的品種，以提高種植密度；培育對光照及溫度不敏感的品種，進而提高其區(qū)域廣適性；培育對主要病蟲害具高抵抗力的品種；改進蛋白質(zhì)含量和氨基酸平衡。對于單株的選擇，以培育基莖粗大、株高適中、結(jié)莢性強、主分支較多、始花期較早、每莢粒數(shù)和百粒重中等特性的品種，以獲得較高的單株產(chǎn)量。

3.2 主要育種手段

3.2.1 提高雜交成功率

綠豆的花為總狀花序，具10～25朵小花，花序梗長，為兩體雄蕊。從雄蕊開裂到花的開放最小間隔約為4h，同時完成授粉。因此，綠豆是一個高度自花授粉作物，育種上應(yīng)采取高效雜交手段，以提高雜交育種成功率。

3.2.2 定向選擇世代

除百粒重外，所有產(chǎn)量因子均受顯性基因作用，且大部分存在基因上位性效應(yīng)，故可以在不同親本的選配中加以利用。在育種改良時，為減少工作量，提高工作效率，可以在低世代進行選擇，但為避免遺失一些有益材料，應(yīng)以高代選擇為主。

3.2.3 主要病蟲害抗性育種

綠豆象是綠豆及其它食用豆類生產(chǎn)和貯藏的主要害蟲[5]，對綠豆生產(chǎn)及儲存的危害極其嚴重。據(jù)統(tǒng)計，一般情況下，豆象造成綠豆產(chǎn)量損失為30%～50%，嚴重年份可達100%。受綠豆象危害的綠豆重量降低，品質(zhì)變差，嚴重影響綠豆的食用品質(zhì)及市場價格，從而降低其商品性。而采取化學(xué)殺蟲、磷化鋁熏蒸等防治方法成本較高，易造成環(huán)境污染，因此，培育抗綠豆象品種是綠豆育種的主要目標之一。

除綠豆象外，白粉病、葉斑病及花葉病毒病等對綠豆生產(chǎn)也有一定的危害，在育種中也要著重關(guān)注。

3.2.4 分子標記輔助選擇

目前所培育的綠豆新品種，對種質(zhì)資源的利用率仍相對較低，育種親本也僅局限于部分優(yōu)良種質(zhì)，很多潛在的優(yōu)異資源尚未被發(fā)掘出來。因而，急需加強對綠豆的分子生物學(xué)研究，加快發(fā)掘新的基因資源，同時對目標基因進行分子標記研究，在育種早代材料中進行標記輔助選擇[6]，以提高選擇效率；利用轉(zhuǎn)基因、基因克隆等手段，打破有利性狀與不利基因之間的連鎖，實現(xiàn)并應(yīng)用分子定向修飾育種，提高野生種質(zhì)資源中優(yōu)異基因在新品種培育中的利用效率。

3.2.5 加強保健專用型綠豆育種

隨著物質(zhì)生活水平的提高和對生活質(zhì)量的關(guān)注，人們開始注重營養(yǎng)的全方位性。綠豆作為一種經(jīng)典的保健珍品，其保健功能越來越受到青睞。因此，加強綠豆保健特性和功能的研究，發(fā)揮其健康食品的作用，也是育種中需要關(guān)注的重點問題[7]。

3.2.6 培育適宜機械化收獲的品種

機械化收獲是限制綠豆發(fā)展的一個重要瓶頸。機播、機管較易實現(xiàn)，但機械收獲仍然存在許多問題。通過培育直立型、株型緊湊、有限結(jié)莢、結(jié)莢集中、成熟一致、適宜機收的高產(chǎn)品種，將是綠豆育種的重要方向[8]。

[1]姚靜.發(fā)展綠豆生產(chǎn)是脫貧致富的有效途徑[J].理論研究，2013（12）：21-23.

[2]何錄秋，尹月皓，張亞.湖南綠豆生產(chǎn)存在問題與高產(chǎn)栽培措施[J].耕作與栽培，2012（4）：53-54.

[3]張瑛，鐘鈺.我國小宗農(nóng)產(chǎn)品市場調(diào)控機制研究-以綠豆為例[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（4）：410-412.

[4]王麗俠，程須珍，王素華.綠豆種質(zhì)資源、育種及遺傳研究進展[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，42（5）：1519-1527.

[5]程須珍，王素華，金達生，等.綠豆抗豆象育種品系綜合評價[J].植物遺傳資源學(xué)報，2003，4（2）：110-113.

[6]竇長田，李彩菊，柳術(shù)杰，等.河北省綠豆品種特點及育種目標[J].雜糧作物，1999（5）：7-8.

[7]崔秀輝.灰色關(guān)聯(lián)度分析法在綠豆育種中的應(yīng)用[J].雜糧作物，2005，25（4）：238-239.

[8]顧和平，陳新，陳華濤，等.輪回選擇和穿梭育種對綠豆籽粒產(chǎn)量的響應(yīng)[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013，44（7）：51-57.

2015—07—12