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同学们好！南京农业大学农学院国家大豆改良中心邢邯第六章大豆育种•前言•第一节大豆的生产和利用•第二节国内外大豆育种概况•第三节大豆遗传资源与种质创新•第四节大豆目标性状的遗传及改良方法•第五节大豆育种试验技术•第六节大豆育种的研究方向一、大豆的起源大豆，我国古代称为“菽”，英文Soybean,是中国“菽”的译音。大豆的拉丁语名称是GlycineMax。中国是大豆的故乡，这是世界所公认的。H.W.江森(HerbertW.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、大麦、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。在周代，大豆也占有相当的地位。春秋时期，齐恒公曾将北方山戎出产的大豆引进了中原地区栽培。《诗经》等诗篇和书文记有“中原有菽，庶民采之”。公元前5世纪的《墨子》文章中载有：前言“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。•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。大豆传入欧洲约在公元1700年。先传到荷兰,之后于1739年在巴黎的植物园里种植。Aiton(1812)指出大豆于1790年第一次在英国种植，之后于1804年又首次传入南斯拉夫。在荷兰、法国和英国，大豆用于植物分类等研究，而在南斯拉夫，大豆主要被用作食物和饲料。研究大豆的编史家海默威茨博士认为本杰明.富兰克林带回到美国的大豆样种是从法国巴黎植物园得来的。不管这个说法是否真实，到19世纪，大豆已在美国各州种植。三、大豆的植物学特征(一)根系大豆为直根系，有主、侧根之分，主根上长出许多侧根，主根长到一定程度后，发育不明显，因此主、侧根难以分辨。根系入土深度约lm左右，侧根先水平生长，之后急转直下生长，使整个根系形如钟罩。大豆根系80%以上分布在5~20cm土层中，10%分布在20~30cm土层中，只有少量根系分布在30cm土层以下。靠近地表的茎基部，由于培土会产生许多须状不走根，同样有吸收作用，加强中耕会促使不定根的量增加。大豆根系着生许多根瘤。根瘤菌的生命活动，是靠大豆植株光合产物作为能源，同时吸收空气中游离的氮素，固定成含氮化合物，供大豆生长发育之需。根瘤菌固定的氮素，可占大豆需氮量的1/3~l/2，是大豆重要肥料来源。固氮菌是好气性细菌，土壤疏松、通透性能好，有利根瘤菌的生长、发育。(二)茎大豆茎的生长习性因品种而异。有直立丛生型的，也有半蔓生和蔓生型的。主茎下部腋芽可形成分枝，上部的腋芽多形成花芽。生长环境条件良好时，有利主茎基部腋芽早发育成分枝。分校多且粗状的大豆单产高。大豆依据茎的生长习性划分为三种类型。1．蔓生型主茎细而长，分枝发达，主茎和分枝的粗、细、长、短区别不明显，植株上部具有明显的缠绕性或匍匐性，叶片和种子均较小，多为无限结荚习性，在系统发育上近原始类型，抗逆性强，不耐水、肥，产量较低。三、大豆的植物学特征2．半蔓生型主茎较粗，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，无限结荚习性品种属此类。3．直立型植株矮，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。(三)叶大豆叶片出苗后的初生叶为单叶，从第二节以上几乎全部是由三个小叶片组成的复叶。有的是五个或七个小叶片组成复叶。在同一植株居于上部的叶片较下部叶片细长些。在多数条件下，阔叶形的品种产量较高。但狭长叶形的品种透光性好，适于密植栽培。三、大豆的植物学特征(四)花大豆的花很少，为蝶形花，着生在叶腋间的茎上和茎的顶端，花朵聚生在花梗上叫花簇。大豆在开花前的下午，花瓣伸出花萼片。一般在次日上午花瓣张开前，已经进行完自花授粉。因此大豆天然杂交率很低，约为0.1％～0.5％左右。三、大豆的植物学特征三、大豆的植物学特征(五)荚大豆的果实叫荚果，大豆荚果在植株上分布和生长习性不同，通常可分为三种类型。1．无限结荚习性主茎和分枝的顶芽不转变成顶花序，在适宜环境条件下，可保持继续生长的能力。2．亚有限结荚习性开花习性同无限开花结荚习性。也是由主茎基部先开花，逐渐向上开放，由内向外开花。3．有限结荚习性有限结荚习性大豆品种在开花后不久，主茎和分枝顶端即形成一个顶生花簇荚果。以后节数不再增加，茎秆停止生长。(六)种子大豆是双子叶植物，种子由种皮和胚组成。大豆的子叶由两种颜色组成，黄色子叶大豆的种皮有五种颜色即黄、黑、青、褐、双色组成，而绿色子叶大豆的种皮只有两种颜色，即黑色和青色组成。大豆品种随种皮颜色由黄、青、黑、褐、双色的变化，含油量逐渐下降。同时也与纬度有关，纬度由高到低，含油量逐渐下降，蛋白质逐渐升高。三、大豆的植物学特征一、国内外的大豆生产状况（一）世界主要生产国世界上大约50个国家生产大豆。在过去半个世纪里，美国是世界上大豆的主要生产国，占世界总产量的45％。南美洲的巴西是第二大生产国，占世界总产量的21％，阿根廷占世界总产量的14％。中国和印度是亚洲和中东地区两个最大的生产国，中国年产约1500万吨大豆，占世界总产量的9％。印度年产约500万吨大豆。意大利是欧盟最大的大豆生产国，年产90万吨大豆。俄罗斯和南斯拉夫是东欧最大的生产国，俄罗斯年产30万吨大豆，南斯拉夫年产20万吨大豆。第一节大豆的生产和利用美国巴西阿根廷第一节大豆的生产和利用•一、国内外的大豆生产状况•（二）我国大豆的生产现状：50年代以前我国大豆一直在世界居第一位，50年代以后美国大豆总产开始超过中国，以后巴西、阿根廷、印度等国大豆生产迅速发展。•目前世界大豆平均单产约175公斤/亩，其中美国167公斤/亩，巴西180公斤/亩、阿根廷169公斤/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1938195219962001200320062007世界生产量（万吨）106019001306118250189232162522099我国生产量（万吨）94095013231541164018301460进口量（万吨）001111394207426593350我国合计（万吨）94095014342935371444894810我国人均生产量kg/人23.419.211.010.810.912.29.73我国人均占有量kg/人23.419.212.022.524.829.932.1•中国主要有三个大豆产区：•北方春大豆区，包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古等地，面积约6000多万亩，总产占45.7%；•黄淮海夏大豆产区，面积约4000多万亩，产量占30％多；•南方大豆多作区。（二）我国大豆的生产现状第一节大豆的生产和利用我国大豆生产分布图第一节大豆的生产和利用•（四）我国大豆生产形势：•1、我国对大豆及其制品的需求持续增长，缺口越来越大•大豆是我国的重要作物，是我国人民重要的植物油脂和植物蛋白的来源。1998-2000年我国我国平均年种植大豆883万公顷，年平均生产大豆1522万吨。随着我国人口的不断增长和城市人民生活的不断提高，对大豆及其制品将保持旺盛的需求态势。•（1）豆油需求增长快，1995年以来，我国大豆压榨量平均每年增长20%以上。因此，国内大豆全部用于榨油也不能满足需要，在今后一段时期内，豆油需求增长的空间很大。•（2）随着人民生活水平的提高，高含优质油脂和优质蛋白、能预防高血脂、血管硬化的大豆食品越来越受到人们的青睐，食用大豆及其制品的需求将呈稳步增长趋势。近几年全国大豆及其制品消费平均年增长5%。•（3）进口大豆已冲击我国大豆产业目前我国大豆产业在国际市场竞争中处于相当不利的局面，由传统的大豆出口国转为世界上最大的进口国，进口量由1996年的111万吨增加到2006年的2659万吨。我国目前的大豆生产规模远不能满足国民对大豆的需要，缺口越来越大。在国产大豆产量及质量不能满足油脂加工等需要的情况下，适当进口一定数量的大豆是必要的。但由于国外廉价大豆进口过多，造成国内大豆价格持续下跌。第一节大豆的生产和利用•(四)我国大豆生产形势•2、种植结构调整倡导农业的可持续发展给我国大豆产业带来发展机遇•大豆生产是我国大豆主产区农民收入的重要来源，尤其在目前我国水稻等粮食作物供大于求的情况下，通过调整种植结构，发展大豆生产可以有效增加农民收入。•大豆是养地作物，具有改良土壤结构、增加土壤氮素等作用，和其他作物进行合理茬口安排可以达到土壤的种养结合，因此扩大大豆种植面积符合我国倡导的农业可持续发展战略。•扩种大豆可推进种植结构调整，已得到有关部门的认可，给大豆产业带来了发展机遇。国务院和有关部委领导高度重视，已建议“国家应以比支持其它粮食品种更大的力度来支持大豆生产”。吉林省从粮食风险基金中拿出部分资金通过对农民种植大豆每公斤补助0.3元，来刺激大豆生产。第一节大豆的生产和利用•(五)我国大豆生产的差距•1、成本高•2、单产低•3、生产规模小•4、品质差•5、加工增值薄弱•6、科技投入不足第一节大豆的生产和利用•二、大豆的利用•（一）大豆种子的化学组成及营养价值•大豆种子中约含20%的脂肪和40%的蛋白质，为世界提供了30%的脂肪和60%的植物蛋白质来源，大豆蛋白的利用价值不低于蛋、奶、肉。除此之外，大豆还含有许多对人体有保健价值的活性成分，如降低胆固醇、降血脂的大豆皂甙，具有益脑功效的大豆卵磷脂，可调节代谢，降低癌症的发病率，缓解妇女更年期综合症的植物雌性激素-大豆异黄酮，人体消化系统中的双歧杆菌可调整菌群的平衡，清除有害成分，是众所周知的有益菌群，大豆中所富含的低聚糖是双歧杆菌的营养成分，大豆中含有大量的膳食纤维，它具有解毒、防止便秘、降血脂、防癌等作用。另外大豆还富含钙、铁、锌等矿物质。基于大豆的营养价值，美国食品药物管理局（FDA）已将大豆整体注册为保健食品，大豆制品均可在其外包装上标注保健品字样。目前一个全球性的大豆食品热正在兴起。第一节大豆的生产和利用大豆种子主要构成部分的化学组成（曲敬阳等，1991）构成部分水分粗蛋白碳水化合物粗脂肪灰分其它子叶10.643.314.620.74.46.4种皮12.57.021.00.62.856.1胚12.036.917.310.54.119.2第一节大豆的生产和利用大豆种子中的重要保健成分原料主要生物作用大豆卵磷脂制油下脚料健脑、增智大豆低聚糖分离蛋白废液改善胃肠功能、缓肠通便大豆皂甙豆粕降脂、抗肿瘤、提高免疫力、抗