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大豆高蛋白組合雜交后代的蛋白質(zhì)含量遺傳研究

大豆起源于中國，自古以來是我國的主要作物之一。大豆籽粒中含有高達(dá)40%的蛋白質(zhì)和20%的脂肪，具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。它既是主要的糧食作物，又是主要的油料作物，同時(shí)還可作牲畜飼料及食品和輕工業(yè)原料。因此，大豆育種在人們的日常生活中具有舉足輕重的地位。

蛋白資源短缺是21世紀(jì)面臨的全球性嚴(yán)重問題，提高大豆籽粒蛋白質(zhì)含量是優(yōu)質(zhì)大豆新品種選育的主要目標(biāo)之一，為此，國內(nèi)外很多學(xué)者已經(jīng)開展了這方面的研究。Wilcox (1977) [1]、孟慶喜等（1988）[2]、宋啟建等（1989）[3]、Ishige等（1984）[4]、胡明祥等（1984）[5]邱麗娟[6]（1990）對蛋白質(zhì)含量遺傳的數(shù)量性狀、母體效應(yīng)、加性效應(yīng)及與其他性狀的相互關(guān)系方面如脂肪、產(chǎn)量、百粒重等方面均有報(bào)道，但結(jié)論并不統(tǒng)一。本文旨在探討F2代蛋白質(zhì)含量方面與其親本的相互關(guān)系，以及與其他性狀的相互關(guān)系，為在提高蛋白質(zhì)含量方面進(jìn)行親本選配提供一定的參考。

 

1.材 料 與 方 法

 

1.1材料

試驗(yàn)材料選用蛋白質(zhì)含量高（45.00%以上）或產(chǎn)量高的8個(gè)親本，根據(jù)不同配置要求分成兩組。第一組（高蛋白×高蛋白），親本選用公交2394、公交

基金項(xiàng)目：農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整重大專項(xiàng)（2002-04-03A）

2064-5-4、公交2063-1-5、通農(nóng)13和吉育77；第二組（高蛋白×高產(chǎn)），親本選用通農(nóng)13、吉育53、吉林3號。采用NCⅡ設(shè)計(jì)，配成6個(gè)組合（見表1）。

表1    親本雜交設(shè)計(jì)

Table 1 Cross design made by parents

 

                                    父               本（♂）

 

親         本

 

(蛋白質(zhì)含量%)       公2064-5-4  公2063-1-5  吉育77  公3157  吉育53  吉林3號

 

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

 

母 本  公交2394      05-1           05-2

 

       （46.25）

 

（♀）  通農(nóng)13                               05-3     05-4     05-5     05-6

 

        （45.01）

 

1.2試驗(yàn)方案

 

2005年配制雜交組合，當(dāng)年秋天收獲雜交種，并與同年冬送去海南繁殖，2006年于吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆研究中心的實(shí)驗(yàn)地進(jìn)行種植。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，三次重復(fù)，1次重復(fù)5行。行長4.5米，行距0.60米，株距0.10米。

 

正常進(jìn)行田間管理。秋季每個(gè)組合隨機(jī)收獲20株，共360株，進(jìn)行考種分析并測定蛋白質(zhì)含量。

 

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

 

采用DPS數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)性分析。

 

2. 結(jié) 果 與 分 析

 

2.1 F2代蛋白質(zhì)含量的遺傳變異

 

雜種F2代蛋白質(zhì)含量的變異情況見表2。通過分析結(jié)果表明，高蛋白×高蛋白親本組合05-1、05-2、05-3、05-4的F2代蛋白質(zhì)含量的平均值較高，變異系數(shù)較小；而高蛋白×高產(chǎn)親本組合05-5和05-6的F2代蛋白質(zhì)含量平均值較小，變異系數(shù)較大，說明雙親蛋白質(zhì)含量差異大，F(xiàn)2代變異程度大。

 

表2  F2代及親本蛋白質(zhì)含量的變異系數(shù)

 

2.2組合配置的相關(guān)性

 

    親本的蛋白質(zhì)含量對雜種后代的蛋白質(zhì)含量的高低會產(chǎn)生明顯影響（見表2）。從表2中可以看出雙親蛋白質(zhì)含量高，F(xiàn)2代雜種的蛋白質(zhì)含量也高，見組合05—1、05—2、05—3和05—4。這說明選擇高蛋白質(zhì)含量的材料作為親本有利于篩選出高蛋白質(zhì)的后代，而且應(yīng)以蛋白質(zhì)含量較高的材料作為母本效果更好。

 

2.3 F2代與親本蛋白質(zhì)含量的相關(guān)性分析

 

表3 雜種F2代與親本蛋白質(zhì)含量的相關(guān)性

 

Table 3 the correlation of protein content between F2 and parents

 

世     代                     親         本

 

        P1      P2      P1－P2      P1+ P2/2

 

F2           0.8931**   0.2156    -0.125      0.9215**

 

** 0.01顯著水平

 

F2 代蛋白質(zhì)含量與親代的相關(guān)系數(shù)列于表3。從表中可以看出，母本及雙親蛋白質(zhì)含量中親值對F2代的蛋白質(zhì)含量有較大影響，并且達(dá)到了極顯著水平，這與胡明祥[5]（1982-1984）、孟慶喜等[2]]等人的研究結(jié)果是一致的。

 

2.4  F2代蛋白質(zhì)含量與單株產(chǎn)量、百粒重的相關(guān)性

 

表4 雜種F2代蛋白質(zhì)含量與單株產(chǎn)量、百粒重的相關(guān)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 

 

   單株產(chǎn)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顯著水平

 

對于蛋白質(zhì)含量與產(chǎn)量的相關(guān)性有不同的結(jié)論[7、8、9]，既有正相關(guān)的，又有負(fù)相關(guān)的，還有無相關(guān)的。本試驗(yàn)通過研究發(fā)現(xiàn)（見表4），蛋白質(zhì)含量與單株產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，個(gè)別已經(jīng)達(dá)到極顯著水平。對于百粒重與蛋白質(zhì)含量的研究，前人的研究結(jié)果基本上是一致的，都是正相關(guān)[9]，而本試驗(yàn)也得到了相同的結(jié)論。

 

結(jié)    論

 

1、雙親的蛋白質(zhì)含量對F2代的蛋白質(zhì)的含量具有重要影響，雙親蛋白質(zhì)含量差異大，F(xiàn)2 代蛋白質(zhì)含量變異程度大；雙親蛋白質(zhì)含量高，F(xiàn)2代蛋白質(zhì)含量也高。

 

2、F2 代蛋白質(zhì)含量與母本及雙親蛋白質(zhì)含量中值具有明顯的相關(guān)性。

 

3、蛋白質(zhì)含量與產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)，與百粒重成正相關(guān)。

大豆中的蛋白質(zhì)的測量建議使用全自動定氮儀，它的主要特點(diǎn)：采用微電腦進(jìn)行過程控制；自動模式下：一次完成加堿、加硼酸、蒸餾，氨氣吸收整個(gè)過程。測量范圍廣，它可測定品種：糧食、食品、乳制品、飲料、飼料、土壤、水、藥物、沉淀物和化學(xué)品等。