国外大豆育种研究进展与趋势.ppt
论北美大豆的育种现状及其启示
论北美大豆的育种现状及其启示北美大豆的育种现状分析1.大豆遗传资源的收集及评价美国农业部（USDA）科研人员先后举行两次大规模调查。
Dorsett 于1924~1926年在中国东北部收集1500份大豆资源，并送回美国。
此后，Dorseet和Morse又于1929~1931年从中国、日本和朝鲜半岛收集约4500份资源。
现在，美国农业部设在伊利诺伊大学香槟分校的大豆遗传资源基因库，保存有19000多份大豆种质资源。
另外，作为美国大豆遗传资源的长期保存库，同样的资源还保存在美国马里兰州的贝尔茨维尔和密西西比州的斯通威尔。
上述基因库保存并续繁了极为宝贵的种质材料，并对保存种质的形质性状进行系统评价，为世界大豆育种研究作出重要贡献。
位于加拿大中南部城市萨斯卡通的加拿大农业部基因库，仅保存极少量的大豆种质资源，大部分加拿大育种家的育种研究，都要依赖于美国收集的资源。
随着人类有目的选拔活动的不断深入，在野生大豆的进化演变过程中，大豆遗传变异基础愈加狭窄，遗传多样性也异常低下。
其主要原因是野生种有的最低碱基序列多样性，随着作物化的演变进程被减半，稀少的等位基因81%被遗失，遗失基因的60%是具有显著变化特性的等位基因。
2.北美普通大豆的遗传改良育种在北美通常认为，新开发品种对大豆增产的贡献率最大，每公顷年增产幅度大约在23kg[13]。
在过去70多年时间里，北美大豆育种家们主要致力于提高大豆产量、品质以及病虫抗性、倒伏抗性等研究。
在大豆广适性品种开发方面，也由美国北部扩大到加拿大南部等高纬度地区。
有关作物改良的研究，1985年前，主要由公立研究机构主导。
此后，美国私立研究机构已取代公立机构，主导大豆新品种的开发研究。
尤其是最近40多年来，私立研究机构的贡献率正呈逐年提高的趋势。
在美国中部和南部地区，育种家们多利用淡季闲置下来的保护地苗圃等作为加代繁殖的场所，来加快选育进程。
所采用的育种方法多为系谱法、单粒传法、回交选育法或者混合改良法等。
大豆育种进展与前景展望
·61·工 作 研 究农业开发与装备 2018年第12期摘要：中国是世界上重要的大豆原产国，无论是生产量还是出口量，均位于世界前列。
但是，单产绝对产量却落后于世界平均水平。
为此，针对单产产量不高的现状，注重大豆优良品种选育，对实现稳产、高产有着更具现实性的意义。
就此分析了大豆育种发展情况，并在此基础上进一步探讨了大豆育种未来的发展前景，以供同仁参考和借鉴。
关键词：育种；大豆；产量1 前言目前，国内大豆单产严重低于世界平均水平。
今后，随着国内耕地面积的日趋紧张，仅通过扩大大豆种植面积增加其总产量显然是不现实的。
为此，选育优良新品种成为提升单产水平的有效途径。
传统的杂交育种存在周期长、效率低、无法实现有用基因的定向转移等诸多缺点，随着基因组测试的全面完成，分子育种时代全面到来，文章在如下内容中将做出全面介绍。
2 大豆育种发展世界范围内，中国是最大的大豆原产国。
50年代之前，中国出口量居世界首位。
但是，近些年来，中国大豆产量徘徊不前。
尤其在单产绝对产量方面，与世界平均水平差距明显，更是远低于美国、巴西、阿根廷等国家。
为很好地解决这一问题，国内在大豆育种实现高产、稳产等方面做出了不懈努力。
比较国内外育种的方法，有杂交育种、辐射育种、化学诱变、分子育种等方法。
2.1 杂交育种大豆育种的不同途径选择中，常规杂交选育的选择几率要更高些。
实际上，大豆属于闭花授粉作物，能很好保持种性特征，不同地区引种成活率不高。
为此，杂交选育仍然是目前常规育种试验的最佳选择。
但是，考虑其自花授粉的属性，杂交育种在实现大豆育种多样化、满足高标准育种的需求方面还是力所不及。
尤其受制于工作量大、可接受亲本数量有限等因素，即使采用整体去雄杂交技术来操作，操作不熟练的话成功率也很难达到70%以上满意度。
总之，常规杂交选育在大豆育种方面应用范围较广，但依然存在选育效率低、育种周期长等缺点，此项技术还有待进一步地升级换代。
大豆产业技术研发进展——国家大豆产业中心韩天富 (PPTminimizer)
体系任务形成
形成大豆产业技术体系研发任务
调研
分析、讨论
任
务
形
形成报告
成
流
程
明确任务
组织实施 总结、完善
体系任务形成
制定大豆产业技术任务规划
体系任务形成
任务规划分解与落实
体系任务形成
“十二五”体系重点任务内容
序号 1 2 3 4
所属区域 东北北部 东北南部
黄淮海 南方
重点任务 东北北部高寒地区重茬大豆增产技术研究与示范
p 关于我国大豆产业问题和发展战略 的判断缺乏系统有力的依据。 p 统计数字有多真实？？？
研究室重点任务
6.大豆病毒病害及传毒蚜虫综合防控技术研究
研究背景：
在我国，可以侵染大豆的病毒有近50种，其中最主要的是大豆花叶病毒（SMV)。它 在我国各大豆产区都有发生， 严重影响大豆产量和外观品质。它引起的产量损失 一般在15%左右，严重时可达70%以上
体系机制创新
7、麦茬免耕覆秸大豆播种机研究与开发
体系重点任务
2.东北玉米带大豆—玉米轮作均衡增产技术研究与示范
研究背景： 主要作物玉米长期连作 小机械表土作业，耕层变浅 土壤有机质含量不断下降 蓄水保墒和养分供给能力减弱
体系重点任务
研究内容
大豆－玉米轮作倒茬技术 秸秆还田技术 深松改土技术 低残留化学除草技术 主要病虫草害防治技术
体系重点任务
黑龙江7个
二、体系任务及形成过程
大豆产业技术需求调研 产业技术体系任务形成 产业技术任务规划制定 任务规划分解与落实 “十二五”重点任务
体系任务形成
大豆产业技术需求调研
调研对象3000多户 （25个省、区）
国内外大豆生产概况
国内外大豆生产概况大豆在我国农业中具有非常重要的地位，它既是我国最主要的植物油来源，也是重要的植物蛋白的来源。
20世纪90年代中期以来，随着我国生活水平的提高，国内对于植物油和动植物蛋白的需求增加，大豆需求迅速增长。
为了满足国内的需求，我国逐步放开了国内市场进口大豆、豆油急剧增长，由此大豆引起了社会较多的关注。
大豆起源于我国,已有五千多年的栽培历史。
公元前大约2838年神农皇帝的草药书《神农本草经》中就有大豆的记载。
比较精确可靠的记载是西周至春秋时期的《诗经》中有以“中原有菽，庶民采之”，《吕氏春秋》中有“得时之菽，长茎而短足，其荚二、七以为簇，多枝数节”，菽即今之大豆。
我们的祖先以他们的聪明和才智，经过世代辛勤的努力，为人类培育了十分优秀的农作物——大豆，大豆以它丰富的营养滋养了中华儿女，同时又奉献给了全人类。
1.国内大豆生产发展的历史及概况我国应用近代科学进行大豆育种是由王绶教授于1923年率先开始的，此后我国大豆生产发生了很大的变化，可分为4个时期，第一时期是抗日战争以前，当时是我国大豆生产水平较高时期。
据1930—1934年大豆产量的统计表明，我国大豆产量占全世界总产的87.7 % 。
此期大豆科研在金陵大学达到较高的水平，1924年王绶先生以纯系选择改良的大豆品种金大332产量比普通品种高40.0 % 以上，1934年开始推广，之后又育成品种南宿州647。
第二时期是1937 —1945年，这一时期我国东北各省大豆生产受到日伪摧残，陕、甘、宁边区和晋、冀、鲁边区的科技人员在艰苦的战争环境里，仍然坚持开展大豆新品种选育与推广工作。
据 1944—1946年统计，我国大豆产量占全世界总产量的56.6 %，而美国的产量则上升到占全世界总产量的38.2 %。
第三时期是新中国成立前的1946—1949年，由于受国民党内战的影响，大豆产量大幅度下降，1949年的产量为历年最低的一年，仅509万吨，约占世界总产量的42.7 %，而美国大豆产量占到了世界总产量的52.7%。
大豆育种
古四倍体，其基因组经过长期进化而二倍体化。
大豆属内亚属与种的分类、染色体数和地理分布
种名
2n
地理分布
G.clandestina Wendl.
40
澳大利亚
G.clandestina var.sericea
---
澳大利亚
G.falcata Benth
中国是大豆的故乡，这是世界所公认的。H.W.江 森(Herbert W.Johnson)在《美国大百科全书》中写道 “大豆是中国文明基础的五谷之一（水稻、大豆、小 麦、玉米、粟）。”库津在《苏联大百科全书中》也 写道：“栽培大豆起源于中国。中国在五千年以前就 已开始栽培这个作物，……。”我国农业开创于新石 器时代，据考证，当初商代的甲骨文上也发现了有关 大豆的记载。在山西侯马曾出土过商代的大豆化石。
亩，中国120公斤/亩。
第一节 大豆的生产和利用
我国大豆生产、进口及人均占有量的动态
项目 世界生产量（万吨） 我国生产量（万吨） 进口量（万吨） 我国合计（万吨） 我国人均生产量kg/人 我国人均占有量kg/人
1938 1060 940 0 940 23.4 23.4
1952 1900 950 0 950 19.2 19.2
性状 油脂含量 油酸亚油酸含量 亚麻酸含量 蛋白质含量 含硫氨基酸含量 甲硫氨基酸含量 11S/7S比值 异黄酮含量(mg/g)
种质资源中已有最高含量 23% 83% 4.5% 52% 2.8 1.6 2.59 5
创新指标 24~25% 90~92% 1.5~2% 54~55% 4.0~4.2 2.4~2.6 3.0~3.5
三、大豆的植物学特征
(五)荚
国内外大豆品质育种研究方法与最新进展
收稿日期:2009-03-02基金项目:国家“863”项目2006AA10Z1B32006AA100104国家科技支撑计划项目2006BAD13B052006BAD01A04国家转基因生物新品种培育重大专项2008ZX08004河北省科技支撑计划项目06220118D作者简介:杨春燕1966-女黑龙江密山人研究员主要从事大豆育种与资源创新研究。
通讯作者:张孟臣1956-男河北衡水人研究员硕士主要从事大豆遗传育种研究。
国内外大豆品质育种研究方法与最新进展杨春燕1姚利波12刘兵强1张孟臣11.河北省农林科学院粮油作物研究所国家大豆改良中心石家庄分中心河北省作物遗传育种重点实验室颖笔 易 ?500312.河北师范大学生命科学学院河北石家庄050016摘要:综述了世界大豆品质育种的研究方法与发展动态总结了近年来我国大豆品质育种研究的最新进展并提出了我国大豆品质育种的发展方向。
关键词:大豆品质育种中图分类号:S565103文献标识码:A文章编号:1000-70912009增刊-0075-04AdvanceonSoybeanQualityBreedinginChinaandAbroadYANGChun-yan1YAO Li-bo12LIUBing-qiang1ZHANGMeng-chen11.InstituteofCerealandOilCropsHebeiAcade myofAgricultureandForestrySciencesShijiazhuangBranchCenterofNationalCenterforSoyb eanImprovementTheKeyLaboratoryofCropGeneticsandBreedingShijiazhuang050031Chi na2.TheCollegeofLifeScienceHebeiNormalUniversityShijiazhuang050016ChinaAbstract:Areviewofthemainlyresearchmethodsandadvancesinsoybeanquality breedinginChinaandabroadwasmade.AndthestratagemforsoybeanqualitybreedinginChina werediscussedaswell.Keywords:SoybeanQualitybreeding人类食用植物蛋白质的65来自大豆食用油的31来自豆油。
大豆育种PPT课件
主茎较粗，茎的上部细而有时缠绕，在水肥充足的条件下，缠绕性较强，在土壤 瘠薄，水、肥不足时，就直立不倒矮，节间短，茎秆粗壮直立不倒，分枝短且少，荚密耐水、肥，多为有限结 荚习性，一般产量高。 大豆茎上长叶的地方为节。节与节之间叫节间。主茎上 的节间多少、长短因品种和栽培条件而有所不同，通常节数多的高产。过于密植 或迟播种，会使节数减少而减产。 大豆幼茎分绿色的紫色两种，绿色茎开白花， 紫茎开紫 花。茎的颜色可以作为苗期鉴定品种的标志。
•东北起源学说、南方起源学说、多起源中心学说、黄河流域起源学说
二、大豆的传播
大豆引进日本的时间约在公元100年，随后大豆传遍亚洲其他 国家：印度尼西亚、菲律宾、越南、泰国、马来西亚、缅甸、尼 泊尔、印度等国，最终发展成当地地方品种。而这些地区构成了 大豆的第二个基因中心。尽管中国是最早用大豆的国家，但作为 食物原料，日本人却尽可能地挖掘了它的所有潜能。
“耕家树艺，聚菽粟是以菽粟多，而民足乎食。”从 这个时期的书文中常见菽粟连称，也说明当时菽粟种植 的面积在增加，菽粟也成为百姓的主要粮食。
大豆的起源
公元前5至3世纪，已有对大豆的分布、形状、种类等较 细致的描述。如《周书》中《职方解篇》记有“菽属北方”； 《管子》中记有“有种大菽、细菽，多白食”；《吕氏春秋》 中记有“得实菽菽，长茎而短足，其荚二、七为簇，多枝数 节。”秦汉以后，“大豆”一词代替了“菽”字并广泛应用 了。“大豆”一词最先见于《神农书》的《八谷生长篇》， 其中载：“大豆生于槐。出于泪石云山谷中，九十日华，六 十日熟，凡一百五十日成。”《汜胜之书》载：“大豆保证 有收获，容易种植。”汜氏主张农民每人应种5亩大豆备荒。 在汉代的其它文献中主张麦子和谷子或大豆轮种，可见当时 大豆的播种面积已相当可观了。自汉代以后，我国大豆的种 植面积不断扩大，产量也不断增加。
大豆分子的育种现状、挑战与展望
当前我国的大豆育种相关技术的发展取得了重要突破，无论是育种理论，还是育种技术，都发生不同程度的变革。
将多种技术加以整合，通过分子标记或者转基因育种等技术能够改良大豆基因。
本文首先对于大豆分子的标记育种方式进行分析，提出育种过程存在的各项挑战，并对分子育种未来工作发展提出展望。
一、大豆分子育种现状1、分子标记应用分子标记法辅助大豆的育种环节，主要可通过如下几方面工作进行：第一，构建遗传图谱，该项工作为分子育种基础工作。
我国科学家使用“长农4号”和“新民6号”等共同组合为F2群体，构建出以RFLP为主的分子图谱。
国外Hwang使用3组自交系，构建SSR 与STS标记共计1810个，涵盖高密度的大豆遗传图谱，超过20个连锁群，并且每个连锁群的平均标记数量超过90.5个。
第二，性状基因的定位，重点致力于大豆品质、产量等农艺形状基因的研究。
周蓉等使用“中豆32”和“中豆29”等自交系群，对于大豆的单株产量以及产量组成的因子遗传效应进行分析，结果显示，产量组成因子以及大豆的倒伏形状和38个遗传效应相关。
第三，分子标记选择，此技术能够改良作物的遗传形状，通过杂交后代，寻找表现型、基因型等进行鉴定，辅助育种选择。
我国农科院使用“鲁豆4号”，通过回交转育的方式，探索SSR标记法，找到适宜的标记数目，结果显示，使用少数的标记进行初筛，能够筛选出遗传的回复率高材料，之后标记鉴定，逐渐减少标记数目，能够提高目的形状的培育进程。
2、转基因育种大豆转基因育种主要使用基因枪、农杆菌介导等方法转化子叶节、体细胞以及胚轴等遗传物质。
我国对于转基因大豆的研究还存在于筛选植株、检测植株以及鉴定植株等阶段。
以介导法展开大豆的胚尖遗传物质转化，可发现培养时间和浸染时间等因素对于遗传转化产生的影响。
国外的转基因大豆的研究发展相对较快，对于大豆FAD2以及FatB等基因进行抑制，有效提高大豆油酸的含量，获得的大豆新品种中油酸含量为85%。
随着各学者对于大豆蛋白、氨基酸、油脂等组分展开研究，经过改良之后，获得的大豆品种具有良好的抗虫二、大豆分子育种面临的挑战1、突破性品种少对比于国外先进的大豆分子育种模式培育出的品种，我国通过此育种模式培育出的具有突破性的品种相对较少，而且转基因品种也局限在棉花培育领域之内。
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Kitamura 已鉴定出α- tocopherol 含量较高的种质，较常规
2品019-种9-2高出数倍。
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二、国外大豆遗传育种研究主要进展
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（二）重要品质性状的遗传改良 4.其它特殊品质性状
2019-9-2
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6
一、主产国大豆育种与品种推广体系
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（四）印度大豆育种与品种推广体系
1980年以前，印度大豆品种主要是外国品种或从引入种质
中筛选的。81-90年主要以外来品种作亲本，90年以后开始以
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二、国外大豆遗传育种研究主要进展
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（三）主要病虫害的抗性育种
2.大豆蚜虫 大豆蚜是北美新发生的一种害虫，2000年在美国中西部九 个州发现，2001年已扩展到东部、西部各州及加拿大。这一新 害虫已引起美国高度重视，2001年派遣二支考察队分赴中国东 北和日本，试图寻找天敌以采用生物防治来控制。伊利诺大学 对3000份大豆种质和野生大豆进行了鉴定，发现30份材料具有 抗蚜性或推测具有抗蚜性。Hill 研究表明， Dowling,Jackson,PI200538 表现出较强的抗生性 （antibiosis），而PI71506表现出较强的排趋性 （antixenosis）。有6个野生大豆具有抗蚜性，其中三个表现 出抗生性。Michigan State对抗蚜性的遗传研究已经展开，包 2括019抗-9-2源的遗传关系、抗性基谢因谢您分的子观赏标记及抗性种质的培育等。17
级品种试验Ⅱ（AVT-Ⅱ），根据三年综合表现，最终确定品
种是否推广。Байду номын сангаас
2019-9-2
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7
一、主产国大豆育种与品种推广体系
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（五）国外常规大豆育种的主要程序
配制杂交 组合
（数百至上千，温室或田间）
随着多聚不饱和脂肪酸（PUFAs）营养和药用价值的开发， 提高PUFAs 含量的育种愈加受重视。Eckert通过转基因方法已 育成γ- 亚麻酸（GLA）含量达30%以上的品系（420-5）。
维生素E（tocopherol）是大豆油中一种天然的抗氧化剂
和重要的营养物质，其中α- tocopherol 活性相对较高。
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一、主产国大豆育种与品种推广体系
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（三）阿根廷大豆育种与品种推广体系
最初的品种均从美国或巴西引入。美国的种子公司在阿根 廷设有许多分公司，进行大豆育种和种子生产。阿根廷的大豆 品种95%以上是私立公司选育的。农民种植的大豆种子有50%来 自于黑市，这严重挫伤了种子公司经营大豆种子的积极性，经 营大豆的种子公司数量正在减少。从2001年开始，种子公司开 始与农民签订合同，如果农民自留种子需要向种子公司交付一 定的特许费。
2019-9-2
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二、国外大豆遗传育种研究主要进展
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（三）主要病虫害的抗性育种
1.大豆锈病
大豆锈病是近年来南美及非洲威胁最大的病害之一。该病
于1996年首次在非洲发现，2000年在南美洲首次报道。这一美
2019-9-2
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1
主要内容
主产国大豆育种与品种推广体系 国外大豆遗传育种研究主要进展 国外大豆育种研究的发展趋势 几点启示与建议
2019-9-2
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2
一、主产国大豆育种与品种推广体系
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基础种子（Foundation seed）:原种，超级原种繁殖 登记种子（Registered seed）:一级良种 检定种子（Certified seed）:二级良种
2019-9-2
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二、国外大豆遗传育种研究主要进展
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邻近的2-3个州协作举办
统一区试：
分南、北两大片，南片由密西西比州主持，北片由印第安 那州主持。区试按成熟期组（MG）编排供试品种，每区约2530个试验点，试验品种一般为25个，试验三年。公立机构的品 种由所在大学的品种审核委员会审核，通过后在作物协会登记。 私立公司有其自己的区试网络，品种发放亦自行决定。
（一）美国大豆育种与品种推广体系
公立机构： 农业部或州立大学资助，基础性研究和种质创新
私立种子公司： 大豆育种的主体，品种占90%以上
大豆主产州： 筹资（Check-off）体系，大豆销售额的0.5%统一上缴，
用于“大豆协会”开拓市场，并对一些公立机构的相关研究 给予资助。
2019-9-2
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洲新的大豆病害已引起了巴西、阿根廷等国的高度重视，纷纷
开展抗源筛选与抗性遗传研究。美国对该病害高度警觉，已组
织有关专家对美国的大豆种质进行全面的抗锈病鉴定与筛选。
巴西已鉴定出4个抗锈基因（Rpp1- Rpp4），但最近发现的新
的生理小种，在现有商业品种中还未找到抗源。巴西育种家认
为，选育水平抗性的品种更具实际意义。泰国已发现8个生理
品种上市期：适宜区推广
2019-9-2
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一、主产国大豆育种与品种推广体系
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（七）国外大豆种子繁育体系
育种家种子（Breeder seed）:原原种（超级原种）， 三圃法繁殖
（二）巴西大豆育种与品种推广体系 70年代以前全是美国引进的品种，80年代以后巴西品种逐
渐取代了美国品种。公立品种占60%，私立品种占40%。公立品 种需经区域试验，品种审定须经Embrapa 的专家委员会认可， 方可发放推广。审定标准一般品种增产3-4%以上，特殊性状品 种可降为1-2%。
区试程序：
（六）国外大豆生物技术育种的主要程序
孟山都大豆育种阶段：
发现期（2-4年）：基因和性状鉴定，5%入选
育种一期（1-2年）：基因优化和转化，1/4入选
育种二期（1-2年）：生物信息技术预评和大规模转化， 几十份材料，1/2入选
育种三期（1-2年）：高代培育，田间试验，5份材料， 3/4入选
育种四期（1-3年）：目标性状，良种繁育，市场预测，1 份材料，90%概率入选
Orf认为，亲本选配是至关重要的，
亲缘关系较远的亲本杂交易选出较好品
种。在公立研究机构，特别重视外来种
质的利用。随着小区机械化程度的不断
2提019-高9-2，早期世代测产日益受谢到谢您关的观注赏。
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二、国外大豆遗传育种研究主要进展
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大豆品种商业化试验（Commercial soybean test）：
每州若干区（每区2-3个点），私立、公立品种，结果 2（019-产9-2量、熟期、抗性、倒伏谢性谢您、的观降赏雨量等）公布，为农民选择4 品种提供依据。
一、主产国大豆育种与品种推广体系
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二、国外大豆遗传育种研究主要进展
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（二）重要品质性状的遗传改良
3.油脂组分
美国已有低亚麻酸（1%）、低棕榈酸（3.5%）、高油酸 （80%）品种商业化种植（Fehr）。目前已发现有三个等位基 因（fan1,fan2,fan3）控制低亚麻酸含量。
预备试验Ⅰ（Preliminary Test 1），3地点，无重复；
预备试验Ⅱ（Preliminary Test 2），3地点，3重复；
预备试验Ⅲ（Preliminary Test 3），10地点，3重复；
区域试验（Final Evaluation）,2年，28地点，3重复。
2019-9-2
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育成品种或品系作亲本。育种方法主要为杂交选育、系统选
择、诱变育种和引种。印度的大豆育种研究主要集中在农业
大学。品种审定推广需要经过三年试验。第一年在五个农业
气候带进行多点试验，称为初始品种试验（Initial
Varietal Trial, IVT），表现较好者在各自农业气候带升入
高级品种试验Ⅰ（Advanced Varietal Trial, AVT-Ⅰ）和高
（二）重要品质性状的遗传改良 1.蛋白质和油分含量
大豆种质资源中，蛋白质含量最高达55.9%，油分含量最 高达24.6%。由于南美的特殊气候及土壤条件，阿根廷和巴西 的大豆油分含量相对较高而蛋白含量相对较低。阿根廷大豆品 种蛋白平均含量39.1%，油分平均含量22.9%，巴西大豆的油分 平均含量亦达22%，因此，阿根廷和巴西对提高大豆蛋白含量 具有一定兴趣。