可繁育抗锈病大豆品种培育成功

来源：中国科学报   发布者：张荐辕   日期：2015-06-03  

Singh在美国伊利诺伊大学香槟分校作物科学系大豆/玉米种质病理学和遗传学研究中心工作，他花了几十年的时间, 将一个广受欢迎的大豆品种（Dwight）与一个多年生野生大豆品种杂交，培育出了第一个能繁育的抗大豆锈病、大豆胞囊线虫和其他病原体的大豆品种。 从1983年开始，Singh就尝试提取野生多年生大豆的属性导入普通大豆，其研究路径包括成千上万次的实验、发展荷尔蒙疗法以“拯救”不育的杂交种子、将杂交大豆与其回交父本Dwight回交培育。 关于该项研究的报道发表在国际期刊《理论与应用遗传学》上。 在美国，大豆是除了玉米之外第二大广为种植的农作物，每年的产值超过40亿美元。然而，目前的一系列大豆品种容易受到害虫和病原体的侵害。 几十年前科学家们已经知道有一些野生的多年生大豆属的物种有可利用的性状，许多科学家都希望将其导入普通大豆。 “在澳大利亚，有26个富有甘氨酸的多年生野生品种，”Singh说。其中一个品种——短绒野大豆有抗大豆锈病和抗胞囊线虫病的基因。“许多人尝试将其和大豆进行杂交，伊利诺伊大学对此的研究历史可以追溯到1979年。但是，这样杂交出来的杂交种是不育植株，许多人就此认为这种想法是不可能实现的。”但他坚持继续进行试验。最终，他发明了一种荷尔蒙疗法，中断了引起杂交种子不育的过程，他还发明了一种生长几个胚胎的组织培养方法，由此从一粒种子生长出若干植株。Singh的大豆在温室里生长，直到开花后再与Dwight进行回交。 Singh最终锁定了一个编号为PI441001的植物，它对大豆锈病和胞囊线虫病具有免疫力，对大豆役霉病也具有抗力，且有耐盐耐旱的属性。 随着试验的推进，Singh注意到，每一代杂交种有不同的染色体数量，反映它们与大豆以及短绒野大豆染色体的混合。Singh说，他们的目标是分离野生大豆的39条染色体，每次向大豆20对染色体中增加一条。通过这种方法，野生大豆丰富的遗传特性能够在杂交大豆中获取。 通过杂交，野生短绒大豆的基因被导入了大豆植株中，培育出了有40条染色体的大豆，并获得了野生大豆基因中最可取的性状。 部分新植株的产量已经超过了Dwight，部分所含蛋白质的含量高于Dwight。 相关研究还在深入。野生大豆属物种的遗传材料就像一个“宝藏”，Singh说，“用这种方法，我们打开了宝藏。”

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