近年來，中國科學院大豆分子設計育種重點實驗室在環(huán)境友好型大豆分子設計育種以及大豆高產、優(yōu)質、養(yǎng)分高效利用、抗病等控制大豆重要農藝性狀基因的發(fā)掘取得一系列成果。
通過先進的大豆分子設計育種平臺，培育的環(huán)境友好型大豆新品種，為改善東北黑土地作物種植結構和減藥提供了優(yōu)良的新品種。開發(fā)了大豆株型智能自動獲取技術、大豆葉型定量分析技術、大豆莢粒數性狀定量分析技術和種子形態(tài)分析和自動獲取技術，實現了大豆重要農藝性狀的定量分析比較；建立了5124份大豆表型組數據、2537份大豆重測序數據、1738份大豆轉錄組數據形成的多組學整合數據庫，解析控制大豆重要農藝性狀基因的7025個遺傳位點，為大豆分子設計育種提供了全基因組技術路線。通過分子設計培育的大豆品種是分子設計育種理論的成功實踐，對提高我國東北大豆產量以及東北大豆品種更新換代，具有重要意義。
來自中國海關的統(tǒng)計數據顯示，2020年我國累計進口大豆首次超過1億噸，較2019年進口增加1182萬噸。大豆產需缺口巨大，高度依賴進口，作為全球的大豆進口國，我國大豆穩(wěn)定供應面臨嚴峻考驗。
立足國內生產，提高國產大豆產量，逐步降低對進口大豆的過度依賴，有助于緩解國內糧食結構性短缺問題，更好地保障國家糧食安全。在種植面積難以大規(guī)模提高的情況下，提高大豆產量的另一途徑，在于依靠科技力量增加畝產量。
這就需要依靠科研人員持續(xù)攻關，選育出更多高產、穩(wěn)產的優(yōu)質品種，在有限的土地上持續(xù)提高大豆產量，保障國內食用豆制品供給�！安捎脟H上先進的品種分子設計手段，是目前實現國產大豆育種突破的途徑�！敝袊茖W院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所研究員馮獻忠說。
“從國內外優(yōu)良品種的培育現狀與發(fā)展歷史來看，分子設計育種代表著未來的方向，在大豆中明確的功能基因越多，對于開展分子設計育種越有利�！瘪T獻忠說，相較于傳統(tǒng)育種，分子設計育種有其特有優(yōu)勢。馮獻忠解釋道：“傳統(tǒng)育種主要靠經驗。在如今的基因組時代下，我們探索的大豆分子設計育種可以通過定向選育，加快育種速度，這個方向的提升空間很大�！�
在馮獻忠看來，分子設計育種的核心是在全基因組的基礎上，對種子性狀進行基因重塑�！胺肿釉O計育種就好比是蓋房子，我們不僅要對大豆每塊‘磚’的樣子了如指掌，還要對每間‘房’的功能進行提前設計和規(guī)劃�！�
從大豆6萬個基因中找到了負責生育的基因，并進行了基因控制和改良，從而培育出了改變成熟生育期的全新大豆品種�！拔覀兺ㄟ^分子設計手段，采用不同優(yōu)良等位基因來控制大豆的性狀，比如讓豆莢里面結兩粒或者三粒，讓晚熟的品種早熟。”馮獻忠表示，改良后的大豆莖稈更強、抗倒伏性好，在種植密度加大的情況下果實飽滿、蛋白質含量高，從而了高產量。
此外，研究團隊還開發(fā)了大豆株型智能自動獲取技術、大豆葉型定量分析技術、大豆莢粒數性狀定量分析技術和種子形態(tài)分析和自動獲取技術，實現了大豆重要農藝性狀的定量分析比較。
針對大豆育種遺傳基礎狹窄及優(yōu)異種質資源貧乏的問題，馮獻忠團隊以核心大豆骨干親本為材料，采用物理和化學誘變的方法，創(chuàng)制了容量為40萬株系的大豆突變群體，建立了大豆飽和基因突變庫和優(yōu)良變異材料庫。
馮獻忠說：“我們已檢測到800多萬個大豆基因組新變異，98%以上的大豆基因平均有3個以上的錯義等位突變，并在此基礎上建立了5套高效分子標記鑒定方法、3套快速基因定位和克隆方法，以及237個開發(fā)育種可用分子標記�！�
在此基礎上，研究團隊克隆和鑒定了56個調控大豆高產、優(yōu)質、抗逆和生育期的重要基因，選育了778份優(yōu)異育種材料，為大豆新品種培育挑選出了優(yōu)異材料和靶標基因。
“分子設計育種技術是我們的優(yōu)勢，讓我們有信心、有決心為國家重大戰(zhàn)略服務�！蹦壳埃T獻忠團隊正與巴西、俄羅斯及非洲等國家相關機構合作，組織實施“全球大豆改良計劃”，為保障世界大豆安全供給提供“中國方案”。
來源：中國食品報社