大豆育种与遗传

干豆(菜豆育种和遗传计划

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

干豆项目主要集中在密歇根州的海军蓝、黑豆、平白豆、大北豆、小红豆、浅红豆、暗红豆、白豆、蔓越莓豆、粉红豆和黄豆的产量、适应性、植株结构、抗病性、抗逆性、罐装质量和可持续生产方面的育种(Kelly, 2000)。自20世纪初启动以来，该计划已发布了11个商业类的62个干豆品种，并参与了85个种质系的发布。不同种类的大豆在产量、品质、抗病性和植株结构性状的提高方面存在着独特而具有挑战性的问题。适合直接收获的直立型已经在所有美国中产阶级市场中发展起来。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(海军蓝、黑、斑豆)不同，因此有效利用中美洲种质作为遗传供体改良肾豆和蔓越莓豆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 et al.， 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别的抗病性。在潮湿的中西部地区流行的主要病原体包括锈病、炭疽病、花叶病毒、白霉菌、根腐病和常见的细菌性枯萎病。致病变异和常见病原体新品种的出现(Balardin et al.， 1997)，加上某些豆类品种缺乏足够的遗传抗性，是一项主要的研究挑战。bob体育登录为了促进抗病育种，已经开发出与不同抗病基因紧密相连的分子标记，以允许基因金字塔化，并允许同时选择多种抗病基因。我们的研bob体育登录究小组已经成功地鉴定出与控制对三种病原体的抗性的10多个主要抗性基因紧密相关的SCAR标记(Kelly et al.， 2003)。由于许多抗性性状是复杂的和数量遗传的，因此研究开发与数量性状位点(QTL)相关的其他标记系统;bob体育登录Kelly and Vallejo, 2005)控制白霉(Ender et al.， 2008)、根腐病(Roman and Kelly, 2005)、常见细菌性枯萎病(O’boyle et al.， 2007)和干旱(Frahm et al.， 2004)的抗性已由该项目的研究生进行。我们目前的重点是与BeanCAP项目(www.beancap.org)合作，利用SNP、InDel和KASP标记对豆类的抗病性、耐旱性和营养含量进行标记辅助育种的改进。目前正在研究有机豆类生产系统中重要的固氮等性状。目前研究生的研究项目主要集中在与生物和非生物胁迫、bob体育登录害虫和改善大豆固氮性育种相关的基因组学领域。

由于豆类是人类直接食用的，它们必须达到干燥种子和加工种子质量的最低标准。超过90%的海军豆和芸豆是罐装的，现在加工的平托豆、小红豆和大北方豆的比例越来越大。除了对干种子性状(如大小、形状和颜色)进行选择外，所有新的育种品系都要进行罐装和加工特性评估。这些特性包括:黑豆的水化比、水洗干重比、剪切压榨质地、加工后的颜色和保留色。这些性状的复杂遗传，加上评估前近亲繁殖造成的延迟，表明开发连锁标记以帮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)。目前正在与BeanCAP项目的同事合作调查营养成分。

目前由豆类创新实验室(http://www.bob体育登录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生产区使用标记辅助选择和参与式植物育种，以实现耐旱、增强固氮和抗病性。感兴趣的学生有机会到海外进行研究。bob体育登录

引用的文献列在出版物下面。