大豆育种与遗传

干豆(菜豆)育种和遗传学计划

首席研究员:Francisco E. Gomez;植物，土壤和微生物科学，密歇根州立大学BOB体育

干豆计划的重点是培育海军蓝、黑色、条纹、大北方、小红色、浅红色腰豆、深红色腰豆、白色腰豆、蔓越莓、粉色和黄色市场豆类，主要用于产量、适应性、植物结构、抗病性、耐受力、罐装质量和可持续生产(Kelly, 2000)[1]。自20世纪初启动以来，该项目已在11个商业类别中发布了62个干豆品种，并参与了85个种质系的发布。不同种类的豆类在提高产量、品质、抗病性和植株结构性状方面存在独特而具有挑战性的问题。适合直接收割的直立型已在美国中部市场的所有阶层中开发出来。由于肾豆和蔓越莓豆属于安第斯基因库，在遗传上与中美洲基因库(海军豆、黑豆、斑豆)不同，中美洲种质资源作为遗传供体用于肾豆和蔓越莓豆改良的有效利用一直受到基因库不相容的阻碍。研究了优化基因库与野生物种之间整合的育种方法(Acosta等人，2007;凯利,2004)。

该计划的一个主要重点是研究相同的十个商业类的抗病性。在潮湿的中西部地区流行的主要病原体包括铁锈、炭疽病、花叶病毒、白霉、根腐病和常见的细菌性枯萎病。致病性变异和常见病原体新品种的出现(Balardin et al.， 1997)加上某些豆类类缺乏足够水平的遗传抗性是一个主要的研究挑战。bob体育登录为了促进抗病育种，与不同抗性基因紧密相连的分子标记已被开发出来，以允许基因金字塔，并允许同时选择多种抗病。我们的研bob体育登录究小组已经成功鉴定出与10多个主要抗性基因紧密相关的SCAR标记，这些基因控制着对三种病原体的抗性(Kelly et al.， 2003)。由于许多抗性性状是复杂的和定量遗传的，研究开发与数量性状位点(QTL;bob体育登录Kelly和Vallejo, 2005)控制对白霉病(Ender et al.， 2008)、根系腐烂(Roman and Kelly, 2005)、常见细菌性枯萎病(O 'Boyle et al.， 2007)和干旱(Frahm et al.， 2004)的抗性。我们目前的重点是与BeanCAP项目(www.beancap.org)合作，利用SNP、InDel和KASP标记对大豆的抗病性、耐旱性和营养成分进行标记辅助育种的改进。目前正在研究有机大豆生产系统中重要的固氮等性状。目前研究生的研究项目集中在基因组学领域，与生物和非bob体育登录生物胁迫、害虫的耐受性育种和改善大豆的氮固定有关。

由于豆子是直接被人类食用的，它们必须满足干种子和加工种子质量的最低标准。90%以上的菜豆和芸豆都是罐装的，越来越多的斑豆、小红豆和大北方豆现在都是加工的。除了干种子性状如大小、形状和颜色的选择外，所有新的育种品系都要进行罐装和加工特性评估。这些特征包括:水化比、水洗排水重量比、剪切压榨质地、加工颜色和黑豆的保色性。这些性状的复杂遗传加上在评估前近亲繁殖导致的延迟，表明开发相关标记以协助早期世代选择以提高加工质量的可能性(Wright和Kelly, 2011;Posa-Macalincag等人，2002)。正在与BeanCAP项目的同事合作调查营养成分。

目前由豆科植物创新实验室(http://wwbob体育登录w.canr.msu.edu/legumelab/)资助的国际研究活动的重点是在厄瓜多尔、卢旺达、乌干达和赞比亚的豆类产区使用标记辅助选择和参与性植物育种来提高耐旱性、固氮性和抗病性。有兴趣的学生有机会到海外进行研究。bob体育登录

引用文献列在出版物下。