大豆，在華夏大地上已有5000多年的栽培歷史，是五谷之一。
然而，從20世紀起，我國的大豆種植面積逐漸減少，但世界大豆種植范圍卻越來越廣。2017年至2018年，我國大豆產(chǎn)量為0.14億噸，僅占同期世界產(chǎn)量的4.1%。
“我們想知道，起源于中國的大豆是怎么傳播到世界的、從最初傳播到現(xiàn)在經(jīng)歷了什么變化，以及各個種系之間的關系等。” 中國工程院院士、南京農(nóng)業(yè)大學作物遺傳育種學教授蓋鈞鎰說。
即便已到耄耋之年，84歲的蓋鈞鎰仍如年輕人一般保持著清晨到辦公室、工作到深夜的作息。在60余年的研究生涯中，他和同事的腳步走遍全國每一寸生長大豆的土地：收集、整理大豆種質(zhì)資源1.5萬余份，創(chuàng)新大豆群體和特異種質(zhì)2萬余份，主持參與了20多個大豆新品種的選育工作，長江中下游的3000多萬畝豆田，也在他們的指導下實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)，大豆向全球傳播有四條模式途徑，分別是從起源中心到亞洲北部、東部和南部，及從中國東北到歐洲和美洲。這些發(fā)現(xiàn)為理解全球大豆的系統(tǒng)地理學提供了詳細的說明。相關研究成果近日發(fā)表于《作物學報（英文版）》，第一作者為南京農(nóng)業(yè)大學博士劉學勤，通訊作者為蓋鈞鎰。
“關于大豆的傳播路線，一直都有科研人員在研究，從形態(tài)性狀到蛋白標記，再到分子標記。但由于受到材料的限制，都只能說明大豆向部分地區(qū)的傳播情況。因此我們希望，能利用地理來源更廣泛的大豆材料和覆蓋全基因組的分子標記，全面地提出大豆向世界傳播的路線。”劉學勤說。
研究人員搜集了來自世界上13個地理區(qū)域的371份大豆種質(zhì)，統(tǒng)一在南京農(nóng)業(yè)大學江浦實驗站進行種植。
“我們采集的大豆樣品既有熱帶地區(qū)的，又有寒冷地區(qū)的，為了保證樣品之間的可比性，所有種質(zhì)在春季播種條件下都要生長成熟或接近成熟。因此，實驗地的緯度很關鍵。南京正好處在世界各地大豆都能生長、開花、結(jié)實的緯度。”蓋鈞鎰介紹說。
但在實驗過程中，還是遇到了困難。
“世界各地的材料都拿到南京在春季進行播種，就會出現(xiàn)‘水土不服’的問題。8月份，來自高緯度地區(qū)的大豆就已經(jīng)成熟了，但由于生育期變短，植株變矮，節(jié)數(shù)少自然產(chǎn)量低。而來自低緯度地區(qū)的大豆，由于日照時間變長，可能到了11月份還在‘長個’，卻不結(jié)莢。”劉學勤說。
因此，實驗需要通過人為調(diào)控光照時間來滿足大豆的生長條件。通過表型研究發(fā)現(xiàn)，大豆性狀的變異范圍非常廣，開花期為30~123天，成熟期為75~200天，主莖節(jié)數(shù)為4~35節(jié)。這表明，隨著大豆向世界各地的傳播，它逐漸適應了不同的生態(tài)環(huán)境，即日照長度和溫度條件。
而后，研究團隊對所有材料進行了基因組測序，共標記20701個位點。利用軟件對371份材料的所有位點進行了統(tǒng)計分析，并計算不同地理群體之間的遺傳距離、分化系數(shù)、相似系數(shù)等，最終得到了全球的傳播路徑和種群分布特征。
“我們的實驗驗證了大豆的傳播路徑和傳播關系，同時也有利于種質(zhì)資源的應用和篩選，給育種提供了可參考的價值和方向。”蓋鈞鎰院士表示。
直到今天，蓋鈞鎰還保持著每天早上喝一杯豆?jié){的習慣。他希望，通過此項成果引起人們對大豆研究的重視。“我國在大豆領域的研究上存在差距，把飯碗端在中國人自己手里，研發(fā)力度有待加強，科學研究和產(chǎn)業(yè)的緊密結(jié)合非常重要。”
來源：新華日報
