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大豆高光效育种的遗传基础及源库均衡与产量相关分析研究

文献类型： 中文期刊

作者： 杜维广 1 ;

作者机构： 1.黑龙江省农业科学院大豆研究所

关键词： 大豆;光合活性;遗传控制;源库均衡;产量

期刊名称： 大豆科学

ISSN： 1000-9841

年卷期： 2025 年 44 卷 005 期

页码： 89-99

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 在本人50年的大豆育种科研生涯中,从1997年起,运用作物生理学与遗传学研究方法,围绕大豆高光效育种的遗传基础及"源""库"均衡与产量关联性等领域展开系统研究.结果表明,大豆品种间光合速率存在明显差异,且该性状具有相对遗传稳定性,其遗传模式属于数量性状遗传,主要受细胞核控制,同时受叶绿体基因组影响.具体而言,大豆F2代光合速率的广义遗传力为43%~61%,F3代则大于55%.大豆叶绿体希尔反应活性呈现较强的母性遗传倾向,但基于亲本对比优势指数分析,亦不排除它受细胞核的作用.3个不同杂交组合的双亲叶绿体希尔反应活性均有不同程度提升,表现出明显的互补作用.对大豆F1代光合酶活性研究表明,各组合F1代光合酶活性与亲本存在显著差异,且均高于双亲中值,表明光合碳同化酶活性具有杂种优势,这正是目标选择的核心方向."源""库"均衡与产量的相关分析是高光效育种的重要内容.结果表明,经济系数、实际收获指数、表观收获指数及粒茎比之间的遗传相关系数较高,且均与经济产量呈正相关,说明对其中某一转化系数的选择可协同提升其他转化系数,从而提高产量.在高光效种质与高产品种"源""库"均衡研究中发现,通过去除不同层次的叶荚以改变原有的"源""库"比例后,存留叶片的光合作用及干物质积累均表现出强烈的补偿效应.上述有关高光效育种的遗传基础剖析,以及源库均衡与产量关系的深入分析结果,为大豆研究领域带来了启示.基于此,结合当前大豆分子生物学与分子遗传学的发展态势,对未来10年内该研究领域的发展提出如下建议:在大豆分子育种研究领域,关注光合作用和"源""流""库"的均衡协调发展,并作为分子育种的目标之一,将"源""流""库"理论运用于分子育种,逐步实现对光合速率、C3和C4途径酶系(主要是RuBPCase、PEPCase和PPDKCase)的高通量检测技术;在大豆功能基因研究领域,将对调控以上酶系的功能基因的挖掘和调控网络研究作为目标之一;在大豆多维组学研究领域,把光合作用遗传控制研究推进至分子遗传水平,解析分子机理和基因调控网络;在重要性状基因挖掘研究领域,应首要关注生态性状,并系统解析其生理特性.我国大豆种质资源丰富,但其光合活性潜力尚未充分挖掘.质体(线粒体和叶绿体)遗传信息解析及功能基因挖掘是大豆研究的重要方向,这不仅是突破大豆单产瓶颈的关键科学问题,亦是推动农业低碳发展的重要研究领域.

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