高產高蛋白大豆品種研發獲得突破

編譯：串麗敏 北京市農林科學院農業信息與經濟研究所

當把大豆壓碎並榨油後，剩下的殘餘物稱為豆粕。豆粕中含有優質的蛋白質，有相當大的應用價值。在全球範圍內，將近98%的豆粕被用於動物飼料中。聯合國糧農組織稱之為「動物飼料中最重要、最優質的植物蛋白來源」。

但是大豆種植者面臨著一個挑戰，那就是很難培育出一種既高產又富含高蛋白的大豆品種。因為這兩個特徵是負相關的，即大豆產量高時，蛋白質水平趨於下降，反之亦然。

伊利諾伊大學植物育種家Brian Diers和他的同事在一項新的研究中解決了這個問題。他們的初步研究結果表明，培育高蛋白質含量而不顯著降低產量的大豆品種是可能的。

通常情況下，在售賣大豆時，付給大豆種植者的錢是由購買大豆的重量決定的。因此，種植者選擇種植哪種大豆品種往往是根據它的產量多少來決定。如果一種大豆富含高蛋白，但其產量卻相對較低，那麼種植者就不會選擇種植這種大豆。

在這項研究中，研究人員測試了一種基因，他們通過將這種基因培育成兩個不同的大豆品種來增加大豆中的蛋白質含量。這項研究結果很值得欣慰。種植的富含高蛋白基因的兩個不同的大豆品種，不僅增加了蛋白質含量，並且產量也沒有明顯降低。

這項研究也提升了研究者對遺傳學中大豆蛋白質含量的認識，因為大豆中蛋白質含量受多種基因的影響。這些基因廣泛分布在大豆DNA中的不同位置。不同位置的基因可能導致大豆蛋白質含量升高或降低。

大豆細胞中的DNA就像所有的植物和動物細胞一樣，構成染色體結構。研究人員專註於一個位於15號染色體上的基因，這一基因先前被證明能影響蛋白質的含量。但是並沒有對這個基因是如何影響農藝性狀，如對產量的影響進行研究。

他們通過將該基因培育成兩個大豆品種，並檢測蛋白質含量與產量的關係，研製出有或無高蛋白基因的實驗品系。研究者發現位於15號染色體上的這種基因將大豆蛋白質含量提高到每公斤8至14克。這種基因可能成為育種家在提高大豆蛋白質含量時很好的選擇。

研究人員確實發現了該基因引起的大豆種子含油量的降低。但是，大豆產量在統計學上未達顯著降低。相比之下，位於20號染色體上的基因能提高大豆蛋白質含量，但是產量卻顯著降低。研究者通過該基因培育成兩個大豆品種，並進行了測試。這很重要，因為「基因需要在不同品種進行評估才更具有說服性，有時基因只在某些品種中起作用，而不是其他所有物種。

高蛋白、高產量大豆品種對種植者和最終用戶都很有吸引力。豆粕中的蛋白質被認為是優質的，因為它是由一系列相當平衡的氨基酸組成的，是作為動物飼料很好的穀物。目前，研究者正在研究15號染色體更詳細的基因圖譜。更精確的遺傳圖譜可以幫助育種家生產其他高蛋白大豆品種。（來源：Eurekalert網站，北京市農林科學院農業信息與經濟研究所報道）

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