1. 引言
大豆原产于中国，是我国的重要粮食作物之一，已有五千多年的栽培历史，亦是我国的传统农作物之一。河南省是黄淮海夏大豆的主产区，种植历史悠久，也是传统的高蛋白大豆主产区，大豆蛋白质含量高于东北大豆和南美进口大豆 [1] [2]。河南省自1985年以来，各育种单位积极加大科研投入，开展大豆新品种选育工作，先后育成并审定了125个大豆新品种。新育成的品种在数量上有较大的提升，但在优质育成品种的数量上还较少，大豆高蛋白、高油育种上还有待于新的突破。因此，分析和讨论一段时期内选育的大豆品种品质特性，对于未来的育种方向的制定和商榷具有指导意义 [3]。本文对不同年代通过河南省审定的大豆品种的品质性状进行分析，为未来大豆制定育种策略提供科学参考。
2. 材料与方法
2.1. 供试材料
品种来源于自1985年以来河南省农业科学院、驻马店市农业科学院、周口市农业科学院等多家育种单位育成的125个大豆品种。
2.2. 数据来源和统计分析
数据来自《河南省大豆审定品种及技术参数》 [4] 和《现代河南省大豆品种及栽培技术》 [5]，2008~2020年的数据来自河南农作物品种审定公告。数据分析利用Excel2007软件对自1985年以来通过河南省审定的125个大豆品种品质进行统计整理和分析。
3. 结果与分析
3.1. 大豆品种品质性状的变异幅度和平均值比较
河南省1985~2020年审定的125个大豆品种中，蛋白质含量变化区间为33.25%~50.80%，平均含量为42.64% (见表1)，变异幅度为17.55%，不同年代间变异幅度存在差异。2001~2005年间变异幅度最大，达到15.16%；蛋白质含量在过去36年间，最大值出现在1992年，审定品种豫豆12蛋白质含量最高，为50.80%；审定大豆品种的脂肪含量变化范围在17.10%~22.85%之间，平均为19.87%，变异幅度为5.75%，脂肪含量在过去36年间最大值出现在2005年审定的开豆4号，脂肪含量为22.85%。不同年代间比较看出，1985~2005年间蛋白质含量平均值大于2006~2020年间平均值，2001~2005年蛋白质、脂肪含量变异幅度均最大。1985~2020年育成的大豆品种个数，随着审定年代的推移总体呈上升趋势，仅1996~2000年育成品种个数略有下降，2011年以后育成品种数量显著增加，尤其是在2016~2020年间育成了43个大豆品种，占育成品种总数的34.40%。从表1中还可看出，蛋白质和脂肪含量相比，不同年代选育的大豆品种，其蛋白质含量的变异幅度均高于脂肪含量，说明高脂肪品种选育难于高蛋白品种选育，其遗传机制较蛋白质的遗传机制更为复杂，有待于育种者将来进一步分析探讨和研究 [3] [6] [7]。
Table 1. Comparison of variation amplitude and mean value of protein and fat content of soybean varieties in different ages
表1. 不同审定年代大豆品种蛋白质和脂肪含量的变异幅度和平均值比较
审定的125个大豆品种中，蛋脂总量变异区间为56.10%~68.40%，变异幅度为12.30%，其中，2001~2005年间变异幅度最大，达9.9%，平均值以1985~1990年间最高，且变异幅度最小，1985~2005年蛋脂总量平均值均高于2006~2020年，且超过国家优质标准(蛋脂总量 ≥ 63%)，说明2005年以前河南省在优质大豆育种方面成果显著(表2)。
优质大豆新品种选育仍是今后的主要目标，通过分析不同年代审定大豆品种的品质特性，有助于了解审定大豆品种不同年代的品质状况 [8]。将125个大豆品种按不同审定年代划分为7个时期，不同时期审定的大豆品种蛋白含量最高值均高于45.00%，其中，2时期蛋白含量平均值均超过45.00% (表1)，进一步印证了河南省是高蛋白主产区的优势地位；4个时期脂肪含量最高值在22.00%以上，其中，3个时期脂肪含量平均值超过20.00% (表1)，说明在过去36年间河南省审定的大豆品种脂肪含量也能满足市场需求；7个时期审定的大豆品种蛋脂总量最高值均超过64.00%，前4个时期的平均蛋脂总量均在63.00%以上(表2)。上述分析结果说明河南省大豆品种总体较为优质，属于优质高蛋白大豆产区。
Table 2. Comparison of variation amplitude and average value of total protein and fat content of soybean varieties
表2. 大豆品种蛋脂总量的变异幅度和平均值比较
3.2. 大豆品种品质性状的的频次分布分析
125个大豆品种的蛋白质含量在41.01%~46.00%的大豆品种个数分别占审定品种总数的16.80%、18.40%、14.40%、8.00%、8.80%，其中以41.01%~44.00%变异区间审定个数占品种数最多，占审定品种总数的49.60%；脂肪含量变异区间在19.01%~21.00%审定品种个数占审定品种总数的56.00%；蛋脂总量变异区间主要在61.01%~64.00%之间，分别占审定品种总数的16.8%、20.8%、23.2%%，其中，变异区间在63.01%~64.00%占审定品种个数最多，占23.20%，变异区间在62.01%~63.00%占品种数次之，占总数的20.80%，二者之和占总数的44.00% (表3)。
由表3可以看出，1985~2020年间河南省审定的大豆品种，蛋白质含量高于45%的大豆品种有24个，占审定品种总数的19.20%；脂肪含量高于22%的大豆品种只有7个，仅占审定品种总数的5.60%；蛋脂总量63%以上的大豆品种有52个，占审定品种总数的41.60%，其中，蛋脂总量超过64%的大豆品种有23个，占审定品种总数的18.40%。可见河南省育成的优质、高蛋白大豆品种个数，明显多于高脂肪大豆品种，这与河南省地理纬度低、昼夜温差小，利于蛋白质积累有关 [9] [10]，在过去36年间河南省育成的高蛋白大豆品种具有巨大的推广前景。
Table 3. Comparison of quality traits of soybean varieties
表3. 大豆品种品质性状的比较
3.3. 大豆品种审定年份与蛋白质、脂肪含量和蛋脂总量最高值的回归分析
不同年代河南省审定的125个大豆品种，蛋白质含量和蛋脂总量最高值差异分别在39.62%~50.80%和59.33%~68.40%之间，并随审定年份呈下降趋势，蛋白质含量与品种审定年份间存在显著的线性负相关关系，蛋脂总量与品种审定年份间没有表现出显著的相关关系(图1(a)和图1(c))；脂肪含量最高值显著提高，差异在17.8%~22.85%之间，但与品种审定年份间的线性相关不显著(P < 0.01) (图1(b))。表明36年间通过河南省审定的大豆品种蛋白质含量显著降低，脂肪含量和蛋脂总量变化幅度不显著。回归分析表明，不同年代品种脂肪含量最高值从1985年的19.00%增加到2020年的22.20%，增加了16.84%，平均每年增加0.47%。
(a) 
(b) 
(c)
Figure 1. Regression relationship between the year of approval of soybean varieties and the maximum value of protein content (a), maximum value of fat content (b) and maximum total protein and fat content (c)
图1. 大豆品种审定年份与蛋白质含量最高值(a)、脂肪含量最高值(b)和蛋脂总量最高值(c)的回归关系
4. 讨论
我国大豆加工利用主要是油脂、蛋白和饲料的加工，因此大豆育种应当同时注重脂肪含量和蛋白质含量两个方面的研究。大豆品质的性状改良是一个极其复杂的过程，蛋白质含量和脂肪含量存在显著负相关关系，二者协同提高难度较大 [11] [12] [13]，因此，有针对性的选育高蛋白质或高脂肪专用型品种更具可行性。
河南省特殊的地理位置、独特的光热条件利于高蛋白大豆品种的选育，但在过去36年间仅育成审定了24个蛋白质含量45%以上的品种，仅占育成品种数量19.20%，尤其是2006年以来育成大豆品种蛋白质含量显著下降。因此，今后育种应进一步加强高蛋白大豆育种工作的研究，尤其优质大豆品种的选育应当予以更大的重视。国内高脂肪含量大豆与国外相比还存在较大差距，美国高油大豆品种脂肪含量高出我国大豆2~3个百分点 [14]。因此，在保持河南高蛋白大豆新品种选育的同时，应积极运用新技术手段，创新、创制新种质资源，培育高脂肪的大豆品种是今后大豆育种研究的重点。近年来蛋脂双高大豆品种的育成及在生产中大面积推广应用，展示了河南省在优质大豆新品种选育的良好发展态势，值得育种者在下一步的育种工作中研究总结。
基金项目
河南省科技攻关(212102110307)；河南省甘薯杂粮产业技术体系(Z2020-14-02)。
NOTES
*通讯作者。