大豆高蛋白组合杂交后代的蛋白质含量遗传研究

大豆起源于中国，自古以来是我国的主要作物之一。大豆籽粒中含有高达40%的蛋白质和20%的脂肪，具有很大的经济价值。它既是主要的粮食作物，又是主要的油料作物，同时还可作牲畜饲料及食品和轻工业原料。因此，大豆育种在人们的日常生活中具有举足轻重的地位。

蛋白资源短缺是21世纪面临的全球性严重问题，提高大豆籽粒蛋白质含量是优质大豆新品种选育的主要目标之一，为此，国内外很多学者已经开展了这方面的研究。Wilcox (1977) [1]、孟庆喜等（1988）[2]、宋启建等（1989）[3]、Ishige等（1984）[4]、胡明祥等（1984）[5]邱丽娟[6]（1990）对蛋白质含量遗传的数量性状、母体效应、加性效应及与其他性状的相互关系方面如脂肪、产量、百粒重等方面均有报道，但结论并不统一。本文旨在探讨F2代蛋白质含量方面与其亲本的相互关系，以及与其他性状的相互关系，为在提高蛋白质含量方面进行亲本选配提供一定的参考。

 

1.材 料 与 方 法

 

1.1材料

试验材料选用蛋白质含量高（45.00%以上）或产量高的8个亲本，根据不同配置要求分成两组。第一组（高蛋白×高蛋白），亲本选用公交2394、公交

基金项目：农业结构调整重大专项（2002-04-03A）

2064-5-4、公交2063-1-5、通农13和吉育77；第二组（高蛋白×高产），亲本选用通农13、吉育53、吉林3号。采用NCⅡ设计，配成6个组合（见表1）。

表1    亲本杂交设计

Table 1 Cross design made by parents

 

                                    父               本（♂）

 

亲         本

 

(蛋白质含量%)       公2064-5-4  公2063-1-5  吉育77  公3157  吉育53  吉林3号

 

                     （45.15）    （46.00）  （44.56）（46.15） （42.00） （41.00）

 

母 本  公交2394      05-1           05-2

 

       （46.25）

 

（♀）  通农13                               05-3     05-4     05-5     05-6

 

        （45.01）

 

1.2试验方案

 

2005年配制杂交组合，当年秋天收获杂交种，并与同年冬送去海南繁殖，2006年于吉林省农业科学院大豆研究中心的实验地进行种植。随机区组设计，三次重复，1次重复5行。行长4.5米，行距0.60米，株距0.10米。

 

正常进行田间管理。秋季每个组合随机收获20株，共360株，进行考种分析并测定蛋白质含量。

 

1.3 统计方法

 

采用DPS数据分析系统进行相关性分析。

 

2. 结 果 与 分 析

 

2.1 F2代蛋白质含量的遗传变异

 

杂种F2代蛋白质含量的变异情况见表2。通过分析结果表明，高蛋白×高蛋白亲本组合05-1、05-2、05-3、05-4的F2代蛋白质含量的平均值较高，变异系数较小；而高蛋白×高产亲本组合05-5和05-6的F2代蛋白质含量平均值较小，变异系数较大，说明双亲蛋白质含量差异大，F2代变异程度大。

 

表2  F2代及亲本蛋白质含量的变异系数

 

2.2组合配置的相关性

 

    亲本的蛋白质含量对杂种后代的蛋白质含量的高低会产生明显影响（见表2）。从表2中可以看出双亲蛋白质含量高，F2代杂种的蛋白质含量也高，见组合05—1、05—2、05—3和05—4。这说明选择高蛋白质含量的材料作为亲本有利于筛选出高蛋白质的后代，而且应以蛋白质含量较高的材料作为母本效果更好。

 

2.3 F2代与亲本蛋白质含量的相关性分析

 

表3 杂种F2代与亲本蛋白质含量的相关性

 

Table 3 the correlation of protein content between F2 and parents

 

世     代                     亲         本

 

        P1      P2      P1－P2      P1+ P2/2

 

F2           0.8931**   0.2156    -0.125      0.9215**

 

** 0.01显著水平

 

F2 代蛋白质含量与亲代的相关系数列于表3。从表中可以看出，母本及双亲蛋白质含量中亲值对F2代的蛋白质含量有较大影响，并且达到了极显著水平，这与胡明祥[5]（1982-1984）、孟庆喜等[2]]等人的研究结果是一致的。

 

2.4  F2代蛋白质含量与单株产量、百粒重的相关性

 

表4 杂种F2代蛋白质含量与单株产量、百粒重的相关性

 

Table 4 the correlation of protein content between F2 and parents maturity

 

              05-1     05-2     05-3     05-4     05-5      05-6 

 

   单株产量    ﹣0.764** ﹣0.478** ﹣0.346 ﹣0.124 ﹣0.263   ﹣0.335

 

   百粒重       0.3435     0.2345    0.4756** 0.3959  0.154      0.4586**

 

** 0.01显著水平

 

对于蛋白质含量与产量的相关性有不同的结论[7、8、9]，既有正相关的，又有负相关的，还有无相关的。本试验通过研究发现（见表4），蛋白质含量与单株产量呈负相关，个别已经达到极显著水平。对于百粒重与蛋白质含量的研究，前人的研究结果基本上是一致的，都是正相关[9]，而本试验也得到了相同的结论。

 

结    论

 

1、双亲的蛋白质含量对F2代的蛋白质的含量具有重要影响，双亲蛋白质含量差异大，F2 代蛋白质含量变异程度大；双亲蛋白质含量高，F2代蛋白质含量也高。

 

2、F2 代蛋白质含量与母本及双亲蛋白质含量中值具有明显的相关性。

 

3、蛋白质含量与产量呈负相关，与百粒重成正相关。

大豆中的蛋白质的测量建议使用全自动定氮仪，它的主要特点：采用微电脑进行过程控制；自动模式下：一次完成加碱、加硼酸、蒸馏，氨气吸收整个过程。测量范围广，它可测定品种：粮食、食品、乳制品、饮料、饲料、土壤、水、药物、沉淀物和化学品等。