極早熟高油大豆品種佳豆30的選育與育種研究

郭美玲，郭 泰，王志新，鄭 偉，李燦東，趙海紅，張振宇，徐杰飛，趙星棋

(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150086；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院/國(guó)家大豆區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新中心/國(guó)家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系佳木斯綜合試驗(yàn)站，黑龍江佳木斯 154007)

大豆主要用途是壓榨，主產(chǎn)品豆油主要用于食用；副產(chǎn)品豆粕，主要用于動(dòng)物飼料或加工原料。我國(guó)進(jìn)口大豆基本都用于壓榨，并且為轉(zhuǎn)基因大豆，2020年進(jìn)口量達(dá)到10 033萬t；國(guó)產(chǎn)大豆95%左右用于食用，5%左右用壓榨，2020年國(guó)產(chǎn)豆產(chǎn)量達(dá)到1 960萬t。在全球市場(chǎng)中，中國(guó)、美國(guó)、阿根廷和巴西是大豆油主要生產(chǎn)國(guó)，其中中國(guó)大豆油產(chǎn)量位居世界第一。大豆油是中國(guó)人特別是北方人民生活中的主要食用油之一，占全國(guó)食用油消費(fèi)量的50%以上。相關(guān)資料顯示，2020年中國(guó)大豆油產(chǎn)量為1 774.1萬t，表觀消費(fèi)量為1 859.6萬t，占比全球消費(fèi)總量的31.2%。由此可見，目前中國(guó)大豆油的供需不平衡，已影響到我國(guó)油料供給與糧食安全。

高油大豆的主要用途是榨油，由于品種含油量的高低對(duì)油脂加工有較大的影響，所以積極選育高油大豆新品種、發(fā)展與推動(dòng)油用大豆生產(chǎn)、大力實(shí)施大豆油料產(chǎn)能提升工程是當(dāng)前必須完成的重大政治任務(wù)，對(duì)保障國(guó)家油料供給與糧食安全意義重大。

大豆新品種佳豆30是黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院育成的極早熟高油品種，2020年由國(guó)家與黑龍江省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)同步審定推廣，省級(jí)審定編號(hào)為黑審豆20200047，國(guó)家級(jí)審定編號(hào)為國(guó)審豆20200005，同年12月31日獲得植物新品種保護(hù)權(quán)，品種權(quán)號(hào)為CNA20191002818。該品種母本華疆4號(hào)為極早熟、高油(21.22%)高產(chǎn)、廣適性品種，父本黑河45為極早熟、高蛋白(42.16%)高產(chǎn)、抗灰斑病、廣適性品種。佳豆30的選育充分利用了有性雜交育種特點(diǎn)、方法及技術(shù)優(yōu)勢(shì)，聚合與累加了父母本雙親的優(yōu)良基因，集目標(biāo)性狀于一體，實(shí)現(xiàn)了極早熟品種改良創(chuàng)新產(chǎn)量與品質(zhì)(油分含量)同步提升。鑒于此，筆者報(bào)道該品種的選育結(jié)果與育種體會(huì)，旨在總結(jié)品種選育經(jīng)驗(yàn)和為同類育種提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 品種選育

1.1 親本來源與特點(diǎn)

1.1.1母本(♀)。華疆4號(hào)為引入親本，由北安市華疆種業(yè)有限責(zé)任公司和黑龍江省農(nóng)墾科研育種中心共同育成，2007年由黑龍江省審定推廣(審定編號(hào)：黑審豆2007019)。主要特點(diǎn)如下：一是適應(yīng)區(qū)種植出苗至成熟生育日數(shù)108 d左右，需≥10 ℃活動(dòng)積溫2 050 ℃，為極早熟品種；二是油分含量較高(21.22%)，在北部極早熟區(qū)屬于高油品種；三是高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，區(qū)域與生產(chǎn)試驗(yàn)分別較對(duì)照品種增產(chǎn)11.0%和11.9%；四是黑龍江省第五積溫帶生產(chǎn)主栽品種，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)、生產(chǎn)與栽培條件有很好的適應(yīng)性[1-2]。

1.1.2父本(♂)。黑河45為引入親本，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黑河分院育成，2007年由黑龍江省審定推廣(審定編號(hào)：黑審豆2007013)。主要特點(diǎn)如下：一是蛋白質(zhì)含量高(42.16%)，在北部極早熟區(qū)屬于高蛋白品種；二是抗SCSH(大豆灰斑病)，該病為大豆生產(chǎn)主要病害；三是在適應(yīng)區(qū)種植出苗至成熟生育日數(shù)108 d左右，需≥10 ℃活動(dòng)積溫2 050 ℃，為極早熟品種；四是區(qū)域與生產(chǎn)試驗(yàn)分別較對(duì)照品種增產(chǎn)8.2%和10.2%，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)；五是黑龍江省第五積溫帶生產(chǎn)主導(dǎo)品種和省級(jí)與國(guó)家級(jí)品種試驗(yàn)對(duì)照品種，為北部極早熟區(qū)標(biāo)桿品種[3-4]。

1.2 選育過程該品種選育過程歷經(jīng)12年，其中雜交組合配制F0在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院育種基地完成；F1、F3選種在海南島育種基地完成；F2、F4、F5選種和F6、F7、F8品種比較試驗(yàn)均在廣民種業(yè)基地完成；F9、F10、F11省級(jí)或國(guó)家品種比較、區(qū)域與生產(chǎn)試驗(yàn)在黑龍江省第五積溫帶或北方春大豆極早熟區(qū)完成。該品種的選育過程見圖1。

圖1 極早熟高油大豆新品種佳豆30(合交n13-551)的選育過程Fig.1 Breeding process of a very early mature high oil soybean variety Jiadou 30

2 主要特征特性

2.1 植物學(xué)特征該品種為亞有限結(jié)莢習(xí)性，株型收斂；株高平均為77 cm，變化幅度60～97 cm；底莢高度平均為13.9 cm，變化幅度5.0～26.0 cm；主莖節(jié)數(shù)平均為16節(jié)，變化幅度14～18節(jié)；花紫色，披針形葉，茸毛灰白色；莢直形，成熟時(shí)呈褐色；籽粒圓形，種皮黃色，有光澤，種臍黃色。

2.2 豐產(chǎn)特性該品種單株有效莢數(shù)平均為35.6個(gè)，變化幅度30.0～47.0個(gè)；單株粒數(shù)平均為75.0粒，變化幅度70.0～100.0粒；每莢粒數(shù)平均為2.1粒；百粒重平均為19.2 g，變化幅度為18.0～22.0 g。

2.3 品質(zhì)特性該品種省級(jí)品種審定，粗蛋白質(zhì)含量39.46%，粗脂肪含量22.11%，蛋脂總和61.57%，為高油品種；國(guó)家級(jí)品種審定，粗蛋白質(zhì)含量37.98%，粗脂肪含量20.76%，蛋脂總和58.73%，為優(yōu)質(zhì)品種。

2.4 抗病特性該品種省級(jí)品種審定病害人工接種鑒定結(jié)果為中抗大豆灰斑??；國(guó)家級(jí)品種審定病害人工接種鑒定結(jié)果為中感大豆病毒病SMV1號(hào)株系，感大豆病毒病SMV3號(hào)株系，中抗大豆灰斑病(SCSH)。該品種綜合抗病性達(dá)到了品種審定推廣的要求。

2.5 熟期特性該品種省級(jí)品種試驗(yàn)結(jié)果如下：在適應(yīng)區(qū)種植，出苗至成熟生育日數(shù)108 d左右，需≥10 ℃活動(dòng)積溫1 900 ℃左右，為極早熟品種；國(guó)家級(jí)品種試驗(yàn)結(jié)果：在北方春大豆極早熟區(qū)種植，出苗至成熟生育日數(shù)113 d，為極早熟品種。

3 產(chǎn)量表現(xiàn)

3.1 省級(jí)品種試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果該品種參加黑龍江省第五積溫帶品種試驗(yàn)，2018—2019年2年12點(diǎn)次區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量2 656.5 kg/hm2，產(chǎn)量變化幅度為2 250.0～3 159.0 kg/hm2，較對(duì)照品種黑河45增產(chǎn)10.3%，增產(chǎn)點(diǎn)比例100%；2019年7點(diǎn)次生產(chǎn)試驗(yàn)平均產(chǎn)量2 451.8 kg/hm2，產(chǎn)量變化幅度為2 216.3～2 685.0 kg/hm2，較對(duì)照品種黑河45增產(chǎn)8.9%，增產(chǎn)點(diǎn)比例100%(表1)。

表1 高油大豆新品種佳豆30黑龍江省品種區(qū)域與生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量比較

3.2 國(guó)家級(jí)品種試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果該品種參加國(guó)家北方春大豆極早熟組品種試驗(yàn)，2018—2019年2年20點(diǎn)次區(qū)域試驗(yàn)平均產(chǎn)量2 438.6 kg/hm2，產(chǎn)量變化幅度為1 750.5～3 300.0 kg/hm2，比對(duì)照品種黑河45增產(chǎn)8.6%，增產(chǎn)點(diǎn)比例95%；2019年9點(diǎn)次生產(chǎn)試驗(yàn)平均產(chǎn)量2 358.7 kg/hm2，產(chǎn)量變化幅度為1 710.0～2 715.0 kg/hm2，比對(duì)照品種黑河45增產(chǎn)9.1%，增產(chǎn)點(diǎn)比例 100%(表2)。

表2 高油大豆新品種佳豆30國(guó)家品種區(qū)域與生產(chǎn)試驗(yàn)產(chǎn)量比較

4 適宜種植區(qū)域

該品種黑龍江省品種審定確定的適宜種植區(qū)域?yàn)椋汉邶埥〉谖宸e溫帶≥10 ℃活動(dòng)積溫1 950 ℃左右區(qū)域種植，包括撫遠(yuǎn)市、四方山林場(chǎng)、伊春市五營(yíng)區(qū)、上甘嶺區(qū)北部、新青區(qū)、紅星區(qū)、烏伊嶺區(qū)、東風(fēng)區(qū)、黑河西部、嫩江中部、北安北部、孫吳北部、呼瑪東部三卡鄉(xiāng)等地區(qū)。

該品種國(guó)家品種審定確定的適宜種植區(qū)域?yàn)椋罕狈酱捍蠖箻O早熟區(qū)域種植，包括黑龍江省第五積溫帶、內(nèi)蒙古大興安嶺以東冷涼地區(qū)、新疆阿勒泰山區(qū)的部分地區(qū)。

5 栽培技術(shù)要點(diǎn)

該品種要求選擇中等肥力地塊種植；在適宜種植區(qū)域，5月上中旬播種，適宜壟三栽培或大壟栽培，種植密度30萬～35萬株/hm2；播前要對(duì)種子進(jìn)行精選與包衣處理；施肥方法可選擇施用基肥或種肥和追肥及根外施肥(葉面施肥)，以施用基肥或種肥和根外追肥為主；一般情況下，基肥用量占施肥總量的3/4左右，種肥用量占施肥總量的1/4左右，追肥要根據(jù)大豆生長(zhǎng)情況而定；一般栽培條件下，基肥和種肥施用總量如下：施磷酸二銨150 kg/hm2，尿素30 kg/hm2，鉀肥50 kg/hm2；在大豆初花期或鼓粒期噴施葉面肥尿素7.5 kg/hm2，磷酸二氫鉀1.5 kg/hm2；田間采用除草劑除草，生育期間中耕2～3次，及時(shí)防治病蟲害，成熟后及時(shí)收獲[5-7]。

6 育種體會(huì)

6.1 制定育種目標(biāo)要面向主產(chǎn)區(qū)目前，黑龍江省大豆生產(chǎn)主要集中在47°N以北的廣大地區(qū)，包括黑河地區(qū)(含7個(gè)縣市區(qū))、齊齊哈爾地區(qū)東北部、綏化地區(qū)北部、大興安嶺地區(qū)及伊春地區(qū)的部分地區(qū)，種植面積在266.67萬hm2以上，是名副其實(shí)的中國(guó)大豆主產(chǎn)區(qū)，也是我國(guó)重要的商品大豆生產(chǎn)與供給基地[8-9]。制定育種目標(biāo)既要考慮服務(wù)區(qū)域，又要重點(diǎn)突出品種改良創(chuàng)新目標(biāo)，還要兼顧未來。佳豆30的選育目標(biāo)應(yīng)用區(qū)域鎖定北部極早熟區(qū)(黑龍江省第五積溫帶)，重要性狀指標(biāo)有油分含量≥22%、產(chǎn)量較當(dāng)?shù)刂髟云贩N黑河45增產(chǎn)≥5%、中抗大豆灰斑病、適應(yīng)性好。實(shí)踐證明，育種目標(biāo)面向主產(chǎn)區(qū)，品種改良創(chuàng)新的實(shí)用性更強(qiáng)，生產(chǎn)意義更大。

6.2 優(yōu)選親本是品種選育成敗的關(guān)鍵我國(guó)是大豆的起源地，雖然種質(zhì)資源特別豐富，但從眾多資源中選擇理想的育種親本材料還有一定的難度，因此優(yōu)選親本十分重要[10-11]。佳豆30在父母本優(yōu)選過程中，依據(jù)育種目要求，重點(diǎn)突出目標(biāo)性狀，一是考慮親本的早熟性、適應(yīng)性與品質(zhì)特色(油分含量與蛋白質(zhì)含量)；二是要突出親本的豐產(chǎn)性，包括三四粒莢、每莢粒數(shù)與百粒重；三是要考慮親本綜合性狀的互補(bǔ)性。佳豆30的母本華疆4號(hào)具有極早熟、高油豐產(chǎn)、適應(yīng)性好等突出特點(diǎn)，符合優(yōu)選母本條件；父本黑河45具有極早熟、高蛋白豐產(chǎn)、適應(yīng)性好等突出特點(diǎn)，符合優(yōu)選父本條件。這2個(gè)親本雜交后，優(yōu)良性狀具有遺傳性、累加性與互補(bǔ)性，是該品種選育成敗的關(guān)鍵。

6.3 堅(jiān)持生態(tài)育種理念培育優(yōu)良品種作物生態(tài)育種是以不同生態(tài)區(qū)域?qū)ψ魑锲贩N的要求為基礎(chǔ)，在育種過程始終不脫離生態(tài)條件因子進(jìn)行育種鑒定和評(píng)選品種的生態(tài)指標(biāo)，品種育成后將成為適應(yīng)某生態(tài)區(qū)域種植的生態(tài)型品種。生態(tài)型品種首要的第1位的指標(biāo)是對(duì)條件因子的適應(yīng)性，第2位是高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗病等指標(biāo)[12-13]。佳豆30在選育過程中，組合配制在育種單位黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院育種基地完成，F(xiàn)1、F3的種植與選擇在海南島育種基地完成，F(xiàn)2、F4、F5的種植與選擇和F6、F7、F8品種鑒定試驗(yàn)均在五大連池市廣民種業(yè)育種基地完成，F(xiàn)9、F10、F11省級(jí)品種試驗(yàn)在黑龍江省第五積溫帶完成，涉及8個(gè)點(diǎn)，國(guó)家級(jí)品種試驗(yàn)在北方春大豆極早熟區(qū)完成，涉及2省(區(qū))11個(gè)點(diǎn)。綜上所述，該品種的選育堅(jiān)持了生態(tài)育種理念，采用異地選擇、多年多點(diǎn)鑒定方法，通過生態(tài)選擇創(chuàng)新改良品種，達(dá)到了生態(tài)育種的目的，為生態(tài)育種的成功案例。

6.4 極早熟育種要突出產(chǎn)量與品質(zhì)黑龍江省極早熟大豆產(chǎn)區(qū)，由于地處我國(guó)高緯度寒冷地區(qū)，自然與生態(tài)條件相對(duì)較差，特別是無霜期短，生育期間光照與積溫不足，降雨量偏少，導(dǎo)致大豆產(chǎn)量較美國(guó)、巴西低1 500 kg/hm2左右，品質(zhì)含量低于黑龍江省平均水平，所以極早熟區(qū)品種改良創(chuàng)新的主攻目標(biāo)是產(chǎn)量與品質(zhì)[14-15]。育種實(shí)踐證明，大豆品種產(chǎn)量與品質(zhì)存在著相關(guān)性，蛋白質(zhì)含量在40%左右，產(chǎn)量與蛋白質(zhì)含量可同步提升，蛋白質(zhì)含量超過43%，產(chǎn)量與蛋白質(zhì)含量同步提升有難度，蛋白質(zhì)含量越高產(chǎn)量提升難度越大；脂肪含量在22%左右，產(chǎn)量與脂肪含量可同步提升，脂肪含量超過23%，產(chǎn)量與脂含量同步提升難度大[16-18]。佳豆30的選育，主攻目標(biāo)是提高產(chǎn)量和油分含量，并同步改良綜合性狀，通過集成優(yōu)選親本、創(chuàng)建選擇群體、生態(tài)選擇、分析測(cè)試及定向培育等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，育成了極早熟、高油高產(chǎn)、廣適性的新品種，充分證明了極早熟區(qū)產(chǎn)量與油分含量同步提升的可行性與重要性。