超高产大豆育种趋势

大豆是主要油料作物之一，含有丰富的蛋白质，可以制成多种豆类制品；同时也可作为饲料，因其蛋白质含量高，饲料用量大，使得我国大豆消耗量增多。近些年，我国大豆受到国外大豆严重冲击。因国外大豆生产具有产量高、农业机械化程度较高等优势，使得国外大豆生产成本低，因而从国外进口大豆成本也较低，导致我国大豆竞争力显著下降，农民种植积极性不高。

政府相关部门已经关注到国内大豆受国外大豆影响较大，陆续出台了一些促进农民种植的相关政策，如轮作补贴、大豆目标价格补贴、米改豆补贴，但效果均不显著。若想打破国内大豆不景气局面，最根本的方式就是培育出高产大豆品种。文中对大豆高产研究进展进行了分析、总结，提出大豆育种未来选种方向，为大豆高产品种选育提供了理论基础，同时为大豆超高产育种提供方向。

1 大豆高产的研究进展

美国大豆平均产量为2.5500～2.7000t/hm2。在美国大豆高产竞赛中，产量大于5.0000t/hm2的记录较多。1987年创造了5.4298t/hm2的大豆高产记录；1999年创造了6.0633t/hm2的高产记录；截至2012年，已有多个大于6.7250 t/hm2的高产记录产生，其中最高记录为KipCullers于2010年创造的10.8000t/hm2，近年来，美国大豆产量记录不断被刷新。

据美国专家Johnson估计，大豆产量潜力可达15.0000t/hm2，由此可见大豆生产潜力还有很大提升空间。1941—1999年，美国公立单位育种品种的遗传进度为1%。黑龙江省作为我国大豆主产区，研究该地区大豆品种遗传变化规律具有重要的现实意义。郑伟等对黑龙江省1941—2006年主栽大豆品种产量进行分析表明，大豆单产平均增幅为1.06%，这其中虽然有栽培条件改善的贡献，但遗传改良却占据主导地位。因此，我国大豆遗传改良进展并不逊于美国。

2019年大豆品种合农71，在新疆维吾尔自治区石河子小面积测产，平均产量为6.712 1 t/hm2，创造了全国大豆单产记录。合农71打破了2018年由大豆品种合农91创造的6.356 6 t/hm2全国高产记录。近几年我国培育出多个高产大豆品种，全国高产记录也在不断被刷新，说明我国大豆高产品种培育能力正在逐步加强。

2 大豆高产育种的途径与策略

2.1 理想株型育种和高光效育种

理想株型育种是提升产量的途径之一。从过去的高产典型分析，各种类型大豆品种都有可能创造高产。国外对大豆形态和生理性状进行了评价，但对高产理想株型却没有明确结论。苗以农等将大豆高产品种归结为3种株型结构，（1）半矮杆耐密植亚有限或无限结荚习性品种；（2）株型紧凑匀植亚有限结荚习性品种；（3）多分枝稀植无限结荚习性品种。也有人利用扁茎、短叶柄等改变大豆生物学特性以达到大豆高产的目标。虽然前人对大豆理想株型已经做了诸多研究，但还未能形成一个业界都认同的理想株型，因此对理想株型的研究还处于探索阶段。

大豆高光效育种也能提高大豆产量。前人研究发现，提高单叶光合效率可提高作物产量，与常规育种结合效果更好。在作物遗传育种与光合作用的指导下，作物高光效育种得以发展。满为群等提出大豆高光效育种主要通过提高大豆植株光合速率和光系统Ⅱ的活性来提高大豆单产，其中C4酶活性高能提高大豆产量。该课题组通过高光效育种途径选育出高光效大豆品种黑农39和黑农41。

理想株型主要由植物高效受光态势的茎、叶构成，

因此大豆的理想株型与光能利用率密切相关。有研究表明，比较理想的高产株型空间分布类型是均匀型。假定一个理想株型品种的茎、叶是空间均匀分布的，这有利于光能截获；该品种C4酶活性又高，是高光效品种，则该品种的生产潜力越大。

2.2 大豆杂种优势

杂种优势是世界公认能提高作物产量的有效途径之一，在水稻、玉米等作物中已经广泛应用。大豆杂种优势也能提高大豆产量，但大豆杂种优势的研究及利用较为滞后，随着大豆细胞质雄性不育系的发现，逐步实现三系配套，大豆的杂种优势不断发展，经过多年改进制种技术，大豆杂种优势才得以利用。吉林省农业科学院通过杂种优势成功育成了杂交豆1号，较对照产量提高15%～20%。

2.3 传统常规选择育种和转基因育种

大豆是闭花授粉植物，具有杂交育种优势。传统常规育种在选择性状优良的亲本后，在后代的选育上需要经验丰富的专家进行把关，对株型、产量等方面进行评价。郑伟等对黑龙江省1941—2006年主栽大豆品种主要农艺性状进行分析表明，大豆产量提高与生育日数的延长、单株荚数和单株粒数的增加等因素有显著相关性。有研究表明，大豆产量受单株荚数和单株粒数的影响较为显著，而百粒重和每荚粒数对产量影响不大。此外，产量提高也与抗倒伏性增强有关，耐密性增强是大豆产量提高的另一个主要原因。

长期的遗传改良很难快速提升大豆产量。随着现代生物学技术的进步，有人提出将多个产量基因、优异特异基因等进行聚合，近年来分子标记辅助选择的发展，为优异基因的聚合提供了有力支撑。

分子标记辅助选择和转基因技术能够在现有遗传基础上，利用主效产量相关基因位点，在短时间内使大豆产量有所突破，加快了育种效率。现已发现一些主效产量基因，吴晓雷等发现9个控制小区产量的基因位点。美国先锋公司利用分子育种技术培育出94 M90大豆品种，该品种增产12%；目前，美国转基因大豆高产品种已经上市，如抗农达大豆品种RR2Y。

转基因育种离不开传统常规育种，利用分子生物学技术将产量等优异基因聚合后，需要经过传统常规选择育种。在转基因后代选择过程中应更加注重抗倒伏性、单株荚数、单株粒数、耐密性等农艺性状。转基因和传统常规选择育种结合后能提高大豆育种水平和效率。

3 展望

提高大豆产量的途径有很多，虽然大豆杂种优势、高光效育种、理想株型育种已经在提高大豆产量的实践中得以应用，但还未找到一个快速高效的方法来提升我国大豆产量。因此，文中提出在未来通过3种途径进行高产大豆品种选育，即（1）理想株型育种的同时，应与高光效育种结合起来，选出既具有茎叶均匀分布的理想株型又利于光能吸收，同时C4酶活性高的高光效品种。（2）继续深入研究大豆杂种优势，加快改进、优化制种技术，将大豆杂种优势发挥到最大潜力。（3）利用分子生物学技术将产量等优异基因进行聚合，同时，在传统育种选育过程中应更注重后代的抗倒伏性、单株荚数、单株粒数、耐密性等农艺性状。

我国大豆单产虽然较国外还有很大差距，但通过不断探索，将会逐步提升高产育种能力，逐渐提高大豆产量，减少与国外高产大豆差距。文中对大豆高产的研究进行了总结，通过对3个高产育种途径的提出，不仅为未来高产品种的选育提供理论基础，也为大豆超高产育种提供了方向。