一粒大豆的創新力

——種子誕生記③

張孟臣（左）在試驗田察看大豆生長情況。（資料片） 河北省農林科學院供圖

每年冬春季，我國有大批農業科研工作者進入南方特別是海南島南部，利用那里溫暖的氣候，從事農作物品種選育、種子生產加代和種質鑒定等工作，這被稱為“南繁”。

今年3月從海南三亞南繁回來后，在河北省農林科學院糧油作物研究所的實驗室里，研究所大豆中心的成員一直在整理南繁帶回來的種子，為6月的大豆夏播季做準備。這其中，便有該研究所培育的冀豆12衍生品種及其后代材料。它們將在試驗田里繼續提純復壯或加代選擇，直至被培養成優質高產的種子品種。

近年來，市場對大豆品種的要求由單純高產發展到優質專用。河北省大豆優質高產育種研究處于全國領先水平，以國內外水溶性蛋白含量最高的冀豆12為代表的高蛋白系列大豆品種，蛋白質含量超45%，堪稱其中的佼佼者。

15年培育，成就全國推廣面積最大的高蛋白品種

“稍等、稍等，我正在給農戶分發夏播用的冀豆12種子，哎呀，不夠分的?！苯?，記者將電話從石家莊打到湖北省京山市時，京山市屈家嶺管理區富悅農資店負責人方佳苗正忙得不可開交。

此時，京山市所處的江漢平原，春播大豆已經發芽出苗。這幾年，整個江漢平原的冀豆系列品種播種面積達到一二百萬畝。單單京山市永隆鎮就種下了約5萬畝冀豆12及系列衍生品種。大豆青苗連方成片，讓人喜不自勝。

跨越千里從華北平原調來種子，江漢平原青睞的就是冀豆12的高產、高蛋白。

大豆，是國內外最大的植物蛋白來源。過去幾十年里，國產大豆不能完全滿足國內需求，其中85%需要依靠進口。相比而言，我國大豆平均畝產也只有國外的三分之二左右。

“高產、優質、多抗、廣適”一直是省農科院糧油所大豆中心的育種方向。中國人愛吃豆類食品，中心帶頭人張孟臣心中更有一個樸素的“豆腐夢”。

“一定要培育出適應性強的大豆新品種，高產、高蛋白?！?986年，大學畢業僅四年的張孟臣開始了高蛋白大豆的培育之路。

明確育種方向后，張孟臣和團隊從上千個組合中，選擇了長江流域高蛋白夏大豆油83-14、山西抗旱耐瘠薄春大豆晉大7826，分別為母本和父本。他們期待兩者優良特性的結合，能讓培育出的大豆種子適應廣，并有高蛋白、抗旱耐瘠的特點。

親本的選擇只是第一步。農作物育種，需要數個世代才能穩定，再加上數代后續試驗才能培育成品種。許多作物在北方一年只能種植一代，為了縮短育種年限，到海南進行南繁加代成為張孟臣和團隊生活的一部分。

別人過春節往家奔，他們卻要往南走。

種地、除草、施肥；收獲、脫粒、晾曬。下雨后，地里灌水，還要用水桶一桶一桶把水提出去。張孟臣深知，多保住一株豆苗，大豆新品種就多一線希望。

冬去春回，歷經六七代的南北往復，再經過初級、高級產量試驗和區域試驗，啟動培育后的第15年——2001年，冀豆12迎來了國家審定。

“經國家夏播和春播區域試驗，該品種表現出高產優質和廣適應特性，審定推廣范圍包括新疆在內的西北春播區和黃淮海夏播區9個省市區，并在長江流域大面積應用。大面積示范畝產250至300公斤，最高產量達321.5公斤，蛋白質含量達46.48%，均超過我國超高產300公斤/畝和高蛋白45%兩項大豆育種攻關指標，實現了高蛋白與高產的統一，成為我國蛋白質產量最高的大豆品種和全國唯一超過兩項國家攻關指標的大豆品種。”測產專家組給予冀豆12高度認可。

根據農業農村部統計，“十二五”以來，冀豆12一直是全國推廣面積最大的高蛋白品種，2016年至2018年的種植面積占國審高蛋白品種種植總面積的53.9%。

多個創新，解決大豆蛋白質與產量等性狀負相關問題

既要高產，又要高蛋白，是張孟臣和團隊的育種方向。但大豆有個“怪脾氣”：再好的種子，換個地方，產量就容易變少；產量上去了，蛋白質含量又容易降低。

一開始，這就是一場扭轉“此消彼長”局面的博弈。

張孟臣和團隊要做的，就是解決蛋白質與產量等性狀負相關的問題。

首先從解決大豆品種抗逆性和適應性差入手。張孟臣提出，在室內鑒定指標選擇基礎上，實施不同生態地點交互鑒定選擇、穿梭選育。

多個親本組合培育出的不同種子，同時在承德、石家莊、合肥三地播下。如果某一類種子在三地均有較好的生長表現，就有機會進入下一輪篩選。

種子播下了，主動權交給育種專家，他們要對種子實施考驗——春、夏播條件交叉選擇，田間旱澇交替選擇，人工接種與多點病區重復鑒定選擇；并在鹽區與旱區進行交叉鑒定，解決品種抗逆性差、單一環境下選擇適應性窄的問題。

“簡單來說，就是種子怕什么，就拿什么考驗種子?！睆埫铣冀忉屨f。

越旱越要少澆水，越澇越要多澆水；大豆生長深受大豆花葉病危害，那就把種子播到病圃里……最終經受住考驗的，才能成為優中選優的大豆品種。

對每一粒經受重重考驗的種子，張孟臣都格外珍惜。

大豆是閉花授粉作物，在花瓣沒有自然打開前，育種專家要抓緊人工去除母本雄蕊，再將父本與之進行人工雜交授粉。精細程度比小麥、水稻雜交更難，雜交成功率不足50%。

但為做蛋白質檢測認定，以往送到實驗室的種子都要研磨粉碎才能檢測，一旦粉碎就不能延續后代，這讓張孟臣心疼不已。

對于育種專家而言，田間之外，便是實驗室里的鉆研。

在相關性狀選擇與感官籽粒粗略選擇基礎上，張孟臣團隊研究改進并創新了蛋白脂肪籽粒無破損快速檢測方法、大豆水溶性蛋白快速檢測分析技術與脂氧酶微量快速檢測技術。這些經濟快捷的檢測技術，解決了大批量種質資源快速檢測與育種材料繼代選擇問題。

張孟臣把創新當作育種的靈魂。選育過程中的多個創新，讓冀豆12成為全國第一個跨春、夏生態區審定推廣的高蛋白大豆品種，也為后續優質高產大豆的培育開辟了新路。

N種組合，拓寬育種遺傳基因基礎

“冀豆23蛋白含量超過45%，產量比冀豆12還高，這種子品質不錯，我今年想試種一些?！?月上旬的一天，石家莊市藁城區和利家庭農場負責人秦濤，抽空聯系了省農科院糧油所大豆中心研究員邸銳，商量今年的種植計劃。

藁城區是國家級大豆科技自強示范縣。秦濤在這里種植冀豆12已有四五年，他打算今年再種上300畝的冀豆23。

冀豆23是冀豆12回交育成的衍生后代品種，也是省農科院糧油所以冀豆12為親本培育的10個品種之一。

聚合了高產高蛋白基因的冀豆12，轉身就成了優質的種質資源。以冀豆12為親本，張孟臣團隊育成了一批適應范圍更廣、產量更高的優質高蛋白品種和系列創新種質，滿足市場需求。

豆腥味，讓有些人對大豆制品望而卻步。張孟臣團隊將脂氧酶缺失基因導入冀豆12，育成了國內外第一個脂氧酶全缺失、高蛋白無腥大豆品種五星4號。

如果說種子是大豆的“芯片”，種質資源則是“芯片”的“芯片”。

為解決大豆育種重復雜交困難與遺傳基礎狹窄的世界性難題，張孟臣利用大豆MS雄性核不育基因，創建了動態種質基因庫基礎群體及其輪回選擇技術。通過多次導入，建立了以冀豆12為主遺傳背景的高蛋白大豆多基因聚合選擇群體；通過輪回選擇，育成了蛋白質含量高達48.72%、區域試驗增產17.22%的冀豆1258等多個高蛋白品種。

省農科院糧油所大豆中心正在聯合全國27個省市區，建立遺傳基礎廣泛的全國基礎種質基因庫群體。選擇3000多份優良品種及種質資源親本材料，分別導入到輪回選擇基礎群體，最終建立遺傳基礎廣泛的全國基礎種質基因庫群體，將大批量優異種質聚集到一個開放型自然互交群體，供全國大豆育種單位利用。

未來，一個又一個高產優質的大豆品種，將從這里孕育。（河北日報記者宋平）