大豆育种与遗传

序言:

菜豆(Phaseolus vulgaris)原产于拉丁美洲，如今从智利到加拿大的中高海拔地区广泛种植。巴西是世界上主要的大豆生产国，其次是墨西哥和美国。产量范围从自给农业系统的500公斤/公顷以下，到美国西部高度管理和灌溉的农业系统的4吨/公顷以上。随着时间的推移，大豆生产被转移到干旱易发地区产量较低的贫瘠土壤，或北美高海拔和北纬地区较短的生长季节。因此，大豆的产量没有表现出与其他作物相同的增长，这主要是由于它们生长的生产力条件较低。为了让豆类在这些恶劣的生长条件下生存，豆类育种者不得不专注于防御性育种策略，而不是用于提高玉米、小麦和大豆等主要商品产量的进攻性育种策略。

17世纪时，葡萄牙商人将咖啡豆运到非洲大陆，在非洲东部和南部多山的地区种植了这种作物。引入非洲的主要豆类品种是种子较大的安第斯矮种豆和攀缘豆，从埃塞俄比亚到今天的南非，这些品种都由小规模生产者种植。两大洲的生产商面临着同样的生产问题。许多国家缺乏有效的种子分配系统，限制了国家政府研究机构(NARs)、地方大学和国际中心(iarc)培育的新品种的传播。bob体育登录许多国家正在尝试通过当地农业研究社区(CIALs)和非政府组织利用参与性植物育种来改善这一状况。bob体育登录研究机构之间积极的伙伴关系对于确保新品种在许多国家的成功传播至关重要bob体育登录。

图1。卢旺达的豆种传播。DERN是一家当地非政府组织，正在卢旺达北部Muko社区与国家计划RAB合作，通过HarvestPlus计划传播CIAT开发的高铁攀爬豆品种(见图)。密歇根州立大学与RAB合作，进一步改善这些材料的抗病性和耐旱性。间作试验也在同一地点进行，采用参与性研究方法，探索以玉米作为支持攀爬豆的替代种植制度，因为立木对低收入生产者来说成本高昂。bob体育登录

目前密歇根州立大学的一个国际项目由豆科植物创新实验室资助，该项目旨在通过乌干达和赞比亚的常规、分子育种和农民参与育种方法，提高安第斯豆的遗传产量潜力，增强其对干旱和主要叶面疾病的抗性，并增强生物固氮(BNF)。以前的项目集中在厄瓜多尔和卢旺达。

在赞比亚，豆类是仅次于落花生的第二大重要豆类作物，是许多赞比亚人的主要收入来源和廉价蛋白质。大部分豆类作物(62%)种植在赞比亚北部高海拔、凉爽和多雨地区的6万公顷土地上。安第斯豆是主要品种，陆地品种种植最广泛，尽管少数改良品种也作为单一作物种植或主要与玉米结合种植。大豆生产受到几种非生物和生物压力的限制，包括疾病、害虫、土壤肥力低和干旱。赞比亚所有受欢迎的地方土种都极易受到病虫害的影响，严重限制了它们的生产力。这反映在全国产量很低，在300至500公斤/公顷之间，导致每年短缺5000吨。为了避免未来的粮食短缺，并养活不断增长的1300万人口，迫切需要提高包括豆类在内的大多数粮食作物的产量。赞比亚在人类贫困指数的184个国家中排名164。

豆类是乌干达的一种重要作物，种植面积超过66万公顷，在全国各地都有消费。豆类是农村小农特别是妇女和儿童的主要粮食和收入来源。豆类作为一种非传统的农业出口作物，在乌干达出口产品的吨位和货币价值方面占据了主要地位。每个地区都生产大豆，这说明了大豆作为主要粮食安全作物的依赖，以及它们在农民家庭收入中的重要性。出口量和出口额分别排在第四位和第八位。这种作物也是乌干达人口最重要的蛋白质来源，提供了45%的人类膳食蛋白质，并在确保粮食安全方面发挥着重要作用。豆类为大多数弱势群体提供了廉价的蛋白质来源，如五岁以下儿童、孕妇和艾滋病患者。乌干达的大部分大豆生产主要依赖于使用劣质本地品种，这些品种由于易受主要生物(渐冻症、蚂蚁病、根腐病、BCMV)和非生物(干旱、低土壤肥力)胁迫而通常产量低。这些压力严重破坏了豆类作为粮食安全作物、收入来源和大多数乌干达人主要膳食蛋白质来源的潜力。

干旱影响全球60%的大豆生产，减产的严重程度取决于干旱胁迫的时间、程度和持续时间。高温、根系疾病、浅层贫瘠土壤和气候变化等其他压力的存在都加剧了这一问题。因此，需要改进目前对干旱和蒸腾生理学以及普通豆类耐旱性遗传的认识，并开发有效的分子和定量方法来选择耐旱性。为了提高利润空间，降低生产成本，需要开发具有高产潜力、根系健康、抗多种疾病的改良BNF，以及在有限土壤水分条件下持续或提高水分利用效率的良种和种质。该项目将使用QTL分析和基于snp的全基因组关联作图来揭示与耐旱性、抗病性、增强的BNF和更快的烹饪时间相关的区域。该项目的成果将有助于提高东道国的产量、农场盈利能力和人力资源，并为参与的美国机构和大豆生产商带来间接利益。目标和进展的完整列表可以在豆科创新实验室网站//www.alltkd.com/legumelab/上找到。

目前合作伙伴:
国家作物研究改进中心，NaCCRI，乌干达bob体育登录纳穆隆格
赞比亚农业研究所bob体育合法吗，ZARbob体育登录I，赞比亚卡萨马