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大豆高蛋白組合雜交后代的蛋白質含量遺傳研究

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40%的蛋白質和20%的脂肪，具有很大的經濟價值。它既是主要的糧食作物，又是主要的油料作物，同時還可作牲畜飼料及食品和輕工業原料。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世紀面臨的全球性嚴重問題，提高大豆籽粒蛋白質含量是優質大豆新品種選育的主要目標之一，為此，國內外很多學者已經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）對蛋白質含量遺傳的數量性狀、母體效應、加性效應及與其他性狀的相互關系方面如脂肪、產量、百粒重等方面均有報道，但結論并不統一。本文旨在探討F2代蛋白質含量方面與其親本的相互關系，以及與其他性狀的相互關系，為在提高蛋白質含量方面進行親本選配提供一定的參考。

 

1.材 料 與 方 法

 

1.1材料

試驗材料選用蛋白質含量高（45.00%以上）或產量高的8個親本，根據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

基金項目：農業結構調整重大專項（2002-04-03A）

2064-5-4、公交2063-1-5、通農13和吉育77；第二組（高蛋白×高產），親本選用通農13、吉育53、吉林3號。采用NCⅡ設計，配成6個組合（見表1）。

表1    親本雜交設計

Table 1 Cross design made by parents

 

                                    父               本（♂）

 

親         本

 

(蛋白質含量%)       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13                               05-3     05-4     05-5     05-6

 

        （45.01）

 

1.2試驗方案

 

2005年配制雜交組合，當年秋天收獲雜交種，并與同年冬送去海南繁殖，2006年于吉林省農業科學院大豆研究中心的實驗地進行種植。隨機區組設計，三次重復，1次重復5行。行長4.5米，行距0.60米，株距0.10米。

 

正常進行田間管理。秋季每個組合隨機收獲20株，共360株，進行考種分析并測定蛋白質含量。

 

1.3 統計方法

 

采用DPS數據分析系統進行相關性分析。

 

2. 結 果 與 分 析

 

2.1 F2代蛋白質含量的遺傳變異

 

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

 

表2  F2代及親本蛋白質含量的變異系數

 

2.2組合配置的相關性

 

    親本的蛋白質含量對雜種后代的蛋白質含量的高低會產生明顯影響（見表2）。從表2中可以看出雙親蛋白質含量高，F2代雜種的蛋白質含量也高，見組合05—1、05—2、05—3和05—4。這說明選擇高蛋白質含量的材料作為親本有利于篩選出高蛋白質的后代，而且應以蛋白質含量較高的材料作為母本效果更好。

 

2.3 F2代與親本蛋白質含量的相關性分析

 

表3 雜種F2代與親本蛋白質含量的相關性

 

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

 

2.4  F2代蛋白質含量與單株產量、百粒重的相關性

 

表4 雜種F2代蛋白質含量與單株產量、百粒重的相關性

 

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

 

對于蛋白質含量與產量的相關性有不同的結論[7、8、9]，既有正相關的，又有負相關的，還有無相關的。本試驗通過研究發現（見表4），蛋白質含量與單株產量呈負相關，個別已經達到極顯著水平。對于百粒重與蛋白質含量的研究，前人的研究結果基本上是一致的，都是正相關[9]，而本試驗也得到了相同的結論。

 

結    論

 

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

 

2、F2 代蛋白質含量與母本及雙親蛋白質含量中值具有明顯的相關性。

 

3、蛋白質含量與產量呈負相關，與百粒重成正相關。

大豆中的蛋白質的測量建議使用全自動定氮儀，它的主要特點：采用微電腦進行過程控制；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、沉淀物和化學品等。