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耐荫高蛋白套作大豆种质发掘与育种应用
成果转化指数:   
成果所处阶段:   
应用行业: 农、林、牧、渔业 应用状态:    推广形式:   
关注度: 已有 411 人对此技术感兴趣
实际经费投入:
咨询次数:
获奖等级:      
成果基本信息
成果名称: 耐荫高蛋白套作大豆种质发掘与育种应用
登 记 号: 201411010
登记日期:   
成果简介: 针对四川及我国南方地区大豆生产迫切需要适宜间套作栽培的耐荫高产优质良种的现状,确立了以“耐荫高产高蛋白”大豆新品种选育为重点的育种目标,经过近二十年的努力,在套作大豆耐荫性鉴定与评价、种质发掘、新品种培育等方面取得了重要进展和显著成效: 1. 创建了高产优质多抗套作大豆育种技术体系,发掘耐荫种质53份,其中创制优异新种质20份,为我国开展间套作大豆新品种培育提供了技术和丰富的遗传物质基础。 发明了三光源LED植物照明系统,并成功模拟了套作系统的光环境;开发了以培育套作专用大豆品种为目的的大豆资源材料耐荫性鉴定新技术,并建立了以加权敏感指数为核心的大豆耐荫性评价方法。 集成创新高产优质多抗套作大豆育种新技术:该技术以构建套作大豆核心骨干亲本为基础;以辐射诱变、骨干亲本杂交及多次回交等基因突变、基因重组技术为手段,打破耐荫高蛋白与低产的连锁,聚合优良基因,实现加性遗传;以遮阳网遮荫和田间套作自然荫蔽增加选择压力;采用耐荫评价方法、高蛋白早代检测与筛选方法、丰产性测评、抗病抗倒性鉴定的两法两鉴定对优异目标性状的突变体和重组体进行定向综合选择;一年三代(南繁两代)加快育种进程;五位一体构成了套作大豆育种技术体系,为培育耐荫、高产、高蛋白大豆新品种奠定了技术基础。 通过综合应用五位一体技术体系, 本项目发掘出耐荫种质53份,其中骨干种质3份,分别为忠县十月黄、荣县冬豆、贡选1号;创制出套作大豆新种质20份,其中强耐荫种质8份,超高蛋白(粗蛋白含量≥50%)种质5份。这些优异种质已经受到中国农科院作物所、华南农业大学、四川农业大学等国内相关研究单位的高度重视,并广泛利用这些种质的优良特性开展组合配制、新品种选育及其相关机理研究。 2. 培育出突破性耐荫超高蛋白高产套作大豆新品种3个,其中南豆12连续6年被农业部确定为南方地区主导品种,解决了我国南方地区发展间套作大豆生产对高产良种的迫切需要;该项目育成品种打破了大豆高蛋白、强耐荫与低产性状间的连锁,实现了高产高蛋白、耐荫等抗逆多基因的有机聚合,是我国套作大豆育种的重大突破。 南豆12系南充市农科院利用60Coγ射线辐射核心种质忠县十月黄优选株系(即B抗57)种子诱变育成的突破性超高蛋白大豆新品种,该品种于2008年通过四川审定,2009-2014年连续6年被国家农业部确定为主导品种,同时被四川省农业厅确定为主导及主栽品种,主要突出特点是:①蛋白质含量高。粗蛋白质含量51.79%,粗蛋白质+粗脂肪和达到69.42%,超过国家高蛋白品种育种攻关标准6.79个百分点,经查新证实,这两项品质指标目前均居国际领先水平;②高产。在省区试中产量比对照贡选一号增产13.4%,在生产试验中产量比贡选一号增产25.2%,在玉米套作高产创建中创造了亩产212.3公斤的高产典型;③抗逆性强,适应性广。WIS为0.50、抗倒力强、耐瘠、高抗花叶病毒病、抗根腐病,适宜南方地区种植。 南豆16系南充市农科院利用核心种质贡选一号与B抗57杂交培育而成的突破性豆芽专用品种,于2009年通过四川审定,主要突出特点是:①蛋白质含量高。粗蛋白质含量50.3%,超过了国家攻关标准粗蛋白质含量6.30个百分点,经查新证实,蛋白含量达到国内领先水平;②高产。在省区试中产量比对照贡选一号增产17.5%,在生产试验中产量比贡选一号增产26.3%,在玉米套作高产创建中创造了亩产214.3公斤的高产典型;③多抗。WIS为0.74、抗倒力强、高抗花叶病毒病、抗根腐病。 南黑豆20系南充市农科院利用60Coγ射线辐射核心种质贡选1号种子诱变育成的突破性黑色保健型大豆新品种,该品种于2012-2014年连续三年被四川省农业厅确定为主导品种。在省区试中产量比对照贡选一号增产17.6%,在生产试验中产量比贡选一号增产31.7%,粗蛋白质含量50.7%,超过了四川省大豆育种攻关突破性品种标准和国家高蛋白品种育种攻关标准,经查新证实,高蛋白品质指标达到国内领先水平。具有补肾养颜、降低胆固醇、软化血管、预防癌症等保健功效。 3. 揭示了耐荫品种苗期抗倒和高光效的生理机制和分子机理,探明了高蛋白品种的蛋白形成机制。 从套作荫蔽胁迫下叶片的气孔数量、厚度、栅栏组织厚度、光合参数、叶绿素荧光参数、光响应曲线,揭示了强耐荫大豆品种南豆12高光合速率形成的生理机制,并采用转录组技术,探明了其分子机理。 从茎秆光形态建成、内源激素代谢、茎秆解剖结构、木质素及纤维素含量,明确了南豆12在套作下,通过保持较小的茎秆长粗比和较大的茎秆强度,来提高抗倒性的生理机制,并用差异蛋白质组学的方法,阐明了其分子机理。 从高蛋白积累角度,明确了育成新品种南豆12在保持亲本强耐荫特性的同时,打破了高蛋白与低产两个性状的连锁,产量、品质和耐荫性得到同步提高, 其机理是:在籽粒形成整个过程中,保持较高速度的氮素积累;氨基酸含量的变幅较小,且一直保持较高水平;贮藏蛋白亚基11S/7S比值在成熟期快速升高。 4. 创新集成了调优挖潜配套栽培技术体系 以选育的新品种南豆12、南豆16、南黑豆20为研究材料,在多生态点、多年份试验条件下开展了播期协调、群体配置、化学调控、肥料高效利用、病虫草害防控等综合配套技术研究,集成了调优挖潜配套栽培技术体系,并在四川、重庆等地区开展大面积展示、示范与应用,创造了套作大豆亩产214.3公斤的高产纪录,较传统“麦/玉/薯”模式亩增加效益300-360元。 5. 成果转化成效突出,社会经济效益巨大。 建立了岗(南方地区大豆栽培岗位)、站(南充综合试验站)、企(四川科茂种业公司)、推(四川省农技推广总站)、社(专业合作社)五级联动品种转化应用新模式,将新品种选育、配套栽培技术研究、良种繁殖、新品种新技术示范及大豆生产销售全程衔接,建立育-繁-推、产-学-研一体化,快速推动成果转化。南豆12年均应用面积由选育初的几百亩扩大到2013年的300万亩以上,迅速代替原“小麦/玉米/大豆”模式下大豆主推品种贡选1号,有力推动了四川大豆产业的快速发展。 在四川、重庆累计推广达3380.1万亩,新增粮食28932.9万公斤,新增产值16.71亿元,新增纯收入13.66亿元;南充市累计推广244.9万亩,新增大豆2020.4万公斤,新增产值11548.8万元,新增纯收入8255.7万元,在南充市范围内2013年推广66.1万亩,占全市大豆播种面积80%以上。 本项目申请发明专利3项,授权3项;申请新品种保护2项,授权1项;发表论文20篇,其中中国油料学报2篇,核心刊物8篇。
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