优质高产菜用大豆新品种选育及应用
来源:成果转化处、省对外科技交流中心 时间:2021-12-30 10:38

  菜用大豆不仅是区域特色明显的优势农作物,同时也是主要的出口创汇农产品之一,在蔬菜生产中占有十分重要的地位,以速冻或保鲜等方式出口的菜用大豆在国外市场有相当明显的优势。随着市场消费和栽培管理水平的不断提高,福建省成为我国菜用大豆主要产区之一。但是,菜用大豆生产上良种紧缺矛盾突出,市场对菜用大豆良种需求日益迫切。"优质高产菜用大豆新品种选育及应用"项目源于福建省农业科技重点项目"优质专用型大豆新品种选育及关键技术研究"和省属公益类科研院所基本科研专项“大豆种质资源创新及专用型新品种配套技术研究”等。经过十几年的研究,取得如下主要成果:

  1. 育成3个菜用大豆新品种通过福建省品种审定,实现良种良法配套

  (1)闽豆1号

  闽豆1号系1998年秋以"毛豆292"为母本、"早生枝豆"为父本进行有性杂交,经系谱选育而成, 2007年1月通过福建省品种审定(闽审豆2007001),为福建省第一个具有自主知识产权且通过审定的菜用大豆新品种,表现优质、早熟、抗炭疽病。

  (2)闽豆5号

  闽豆5号系2006年秋季以浙江省农科院的"浙2818"为母本、"毛豆3号"为父本,经系谱选育而成,2011年3月通过福建省品种审定(闽审豆2011001)。闽豆5号表现高产、稳产、中熟。

  (3)闽豆6号

  闽豆6号系2006年秋季以浙江省农科院的"浙2818"为母本、"闽豆1号"为父本,经系谱选育而成,2013年4月通过福建省品种审定(闽审豆2013001)。闽豆6号表现高产、稳产、抗逆性强、标准荚率高、适应性广等特点。

  先后开展3个系列品种播种期、种植密度、施肥量等栽培因素配套技术研究,为其应用推广提供依据。

  2.开展了菜用大豆相关品质形成机理研究

  (1)菜用大豆籽粒发育的蛋白质组学研究

  采用2-DE并结合LC-ESI-MS/MS技术从菜用大豆闽豆6号鼓粒期籽粒中鉴定到48个差异表达蛋白点。随着籽粒发育的成熟,蛋白表达水平不变的蛋白点数目逐渐下降,而蛋白表达水平上调或下调的蛋白点数目却逐渐增加。咖啡酸-O-甲基转移酶的下调表达和蔗糖结合蛋白2前体的上调表达可能有助于提高采摘期菜用大豆籽粒的消化率、营养品质和食味品质。经国内外文献检索查新,没有相同研究报道。

  (2)菜用大豆籽粒发育的代谢组学研究

  采用气质谱联用仪(GC-MS)对闽豆6号开花后49~67 d籽粒的代谢物进行检测。检测到102种代谢物,其中有机酸36种,其次为氨基酸21种、多元醇11种、糖9种、磷酸7种、胺类5种、脂肪酸和核苷酸各4种、其他物质5种;主成分分析表明菜用大豆籽粒发育过程中氨基酸、有机酸以及糖类代谢物与其品质有很大关系;共鉴定到40个差异代谢物,其中氨基酸14种、有机酸13种,糖类2种,这些差异代谢物主要参与糖酵解、氨基酸以及苯丙烷类物质代谢。经国内外文献检索查新,没有相同研究报道。

  (3)菜用大豆籽粒代谢物的相关性分析

  采用气质谱联用仪(GC-MS)对闽豆6号不同时期籽粒的代谢物进行相关性分析。相关性分析表明,苯甲酸与其他5种酚酸相关性均不显著;阿魏酸与没食子酸、奎尼酸和莽草酸呈极显著负相关,与芥子酸呈显著正相关;没食子酸与奎尼酸呈极显著正相关,奎尼酸与莽草酸呈极显著正相关。研究结果表明,菜用大豆食味品质与代谢物的种类和数量显著相关。经国内外文献检索查新,没有相同研究报道。

  (4)菜用大豆蔗糖转运蛋白基因家族的克隆及表达分析

  从菜用大豆中同源克隆获得了GmSUT-1- GmSUT-9等9个蔗糖转运蛋白家族基因,并将其划分为SUT1、SUT2和SUT4三个亚族,大豆SUT1亚族中7个基因总的表达趋势相似,花中表达量相对来说最高,而籽粒、叶片、茎和根等组织中表达量则相对较低;SUT2亚族中的GmSUT-9和SUT4亚族中的GmSUT-3在不同组织中的表达量相对来说都较低。经国内外文献检索查新,没有相同研究报道。

  3. 研究出提高菜用大豆人工有性杂交成功率的综合技术方法

  针对福建气候特点及菜用大豆杂交成功率低问题,研究并提出了提高菜用大豆杂交成功率的综合技术方法,即秋季高畦双行播种,父母本相邻播种并连续播种7天,其中父本提前5天开始播种;非雨天配制杂交组合;选择始花期前3天的花蕾,去除2个萼片保留3个萼片,去除全部花瓣和雄蕊,下午进行花蕾处理,次日上午6:00-8:00授粉;整个生长期精细管理。此技术方法已申请国家发明专利1项(申请号:201810735681.4)。

  4. 社会经济效益

  2007-2018年,闽豆1号、闽豆5号和闽豆6号在福建省累计推广93.28万亩,增加鲜荚产量64544.5吨,增加社会经济效益25817.81万元。其中,闽豆5号占2018年全省大豆播种面积的12.56%,成为福建省主栽菜用大豆品种。

  项目发表论文18篇,其中SCI收录论文2篇,在《中国细胞生物学学报》、《大豆科学》等发表论文16篇,得到学界同行的认可,取得了显著的社会经济效益。

  2019年7月5日,福建省农业科学院组织同行专家对成果进行评审认为,该成果整体达到同类研究的国内领先水平。

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