全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2013, 39(9): 1693−1700 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由农业部保种项目(NB2010-2130135-25-05)和国家科技支撑项目(2011BAD35B06-2-9)资助。
* 通讯作者(Corresponding author)：邱丽娟, E-mail: qiulijuan@caas.cn, Tel: 010-82105843
第一作者联系方式: E-mail: liuzhangxiong@caas.cn
Received(收稿日期): 2012-12-12; Accepted(接受日期): 2013-06-04; Published online(网络出版日期): 2013-07-01.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20130701.1329.003.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2013.01693
1983—2010年北京市大豆育成品种的亲缘关系分析
刘章雄 1 孙 石 1 李卫东 2 陈立军 3 常汝镇 1 邱丽娟 1,*
1农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程 / 农业部作物种质资源利用重点开放实验室 / 中国农业科学院作物科学研究所, 北
京 100081; 2河南省农业科学院经济作物研究所, 河南郑州 450002; 3北京市种子管理站, 北京 100088
摘 要: 追溯北京市 1983—2010 年 90个大豆品种的系谱信息, 计算其亲本间及品种组合间亲缘系数(coefficient of
parentage, COP)并据此聚类, 旨在探讨北京市育成大豆品种的遗传多样性特点。结果表明, 19个品种的父母本间存在
亲缘关系, 占品种总数的 21.11%; 90个品种间共组成 4005对组合, 其中 63.62%存在亲缘关系, COP平均值为 0.031,
表明大部分品种亲缘关系相对较远。随着时间的推移, 品种间亲缘系数呈下降趋势, 但从 2005年至 2010年亲缘系数
值增大。除 12个品种各自独为一类外, 其余 78个品种被聚成 10类, 反映出不同年代的育种特征和品种演化过程; 中
品 661 等 9 份种质是对北京市大豆品种培育贡献较大的骨干亲本。北京市品种总体的遗传背景丰富, 但随年代推移,
遗传多样性有逐渐降低趋势。
关键词: 大豆; 亲缘系数; 遗传多样性; 系谱; 演化
Analysis of Parental Relationship for Soybean Cultivars Released from 1983 to
2010 in Beijing
LIU Zhang-Xiong1, SUN Shi1, LI Wei-Dong2, CHEN Li-Jun3, CHANG Ru-Zhen1, and QIU Li-Juan1,*
1 National Key Facility for Gene Resources and Genetic Improvement / Key Laboratory of Crop Germplasm Utilization, Ministry of Agriculture,
Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Science, Beijing 100081, China; 2 Institute of Industrial Crops Research, Henan Acad-
emy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002, China; 3 Beijing Seed Station, Beijing 100088, China
Abstract: To explore the relationship and genetic diversity of soybean cultivars in Beijing and provide theoretical guidance for
soybean breeding, we traced the pedigree information of 90 soybean cultivars released from 1983 to 2010 and calculated the coef-
ficients of parentage (COP) between the parents and between cross combinations. The results showed that 19 of 90 cultivars had
relationships in their parents. A total of 4005 cross combinations were made among 90 cultivars, and 63.62% of the combinations
shared parental relationship, but their average COP value was only 0.031, showing that there existed abundant genetic diversity
because there were not close relationship among most cultivars; COP value between cultivars reduced in the process of time, but
increased from 2005 to 2010. Cluster analysis suggested that 78 cultivars could be divided into 10 groups, reflecting breeding
characteristics in different times and evolution of cultivars. Nine accessions were found to be core parents which contributed more
than the other parents. Therefore, the genetic basis of soybean cultivars in Beijing was abundant but genetic diversity became
narrower in the process of time.
Keywords: Soybean; Coefficient of parentage; Genetic diversity; Pedigree; Evolution
1923—1995 年, 中国利用 348个祖先亲本培育出 651
个大豆品种, 其祖先亲本仅占大豆品种资源总数的 1% [1]。
目前广泛存在利用骨干亲本及其衍生系杂交选育新品种
的倾向[2], 另外, 长期对产量、抗性、品质等性状的连续
定向选择, 有可能使品种的遗传基础日益狭窄, 遗传多样
性下降[3]。因此, 对以前育成品种进行遗传背景分析, 从
遗传亲缘关系中筛选出可供育种或生产上利用的种质(或
性状)越来越重要。
亲缘系数(coefficient of parentage, COP)是衡量个体
之间亲缘关系远近或共占某一特定基因概率的指标。COP
的计算依赖于个体的系谱信息, 不受环境因素影响, 既可
以研究单个品种的遗传信息 , 还可以预测品种间的遗传
1694 作 物 学 报 第 39卷

背景丰富程度, 因此, 对于已知系谱信息的自花授粉植物,
COP 分析是一种简便的研究遗传多样性的方法[4-5], 并已
应用于玉米[6]、小麦[7-11]、燕麦[4]、甘蔗[12-13]、水稻[14]和
大豆[15-18]等作物。在大豆方面, Sneller[15]和 Helms 等[16]
对美国大豆育成品种、Cui 等[17]对中国 1923—1995 大豆
育成品种、Zhou 等[18]对日本 1950—1988 年 86 个大豆育
成品种进行了 COP 分析, Helms 等[16]及 Zhou 等[18]指出,
亲缘关系较近的亲本杂交后代的遗传变异要小于亲缘关
系较远的亲本杂交后代, 在亲本选配时要选择 COP 值较
小的亲本组合。
位于北京市的大豆育种单位主要针对黄淮海地区夏
大豆生产需要选育丰产、抗病、优质的大豆品种, 并兼顾
北方春大豆生产对品种的需要 , 所育成品种遍及黄淮海
各省市, 取得了较大的成绩。自 1983 年第一个大豆品种
早熟 3号审定以来, 至 2010年已育成品种 90个, 特别是
2001—2010年育成品种 58个, 占总数的 64.44%, 平均每
年审定品种约 6 个; 广适品种中黄 13 累计种植面积已达
400 万公顷, 2012年获国家科技进步一等奖; 高产品种中
黄 35于 2010年在新疆创造了 6088.4 kg hm–2单产最高记
录。为总结育种经验, 促进优异品种选育, 本文采用亲缘
系数(COP)分析方法, 对 1983—2010 年北京市育成的 90
个大豆品种进行遗传多样性分析 , 探讨其品种间的遗传
关系和品种演化规律 , 以为合理利用种质资源和选配亲
本、制定育种方案、培育新品种提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
为了便于比较和分析不同年代育成品种的特点 , 将
北京市科研单位于 1983—2010 年育成的 90 个大豆品种
(表 1)分为 4个时期, 1980—1989年为第 1时期, 育成品种
10 个 ; 1990—1999 年为第 2 时期 , 育成品种 18 个 ;
2000—2010 年育成品种较多 , 分为 2 个时期 , 其中
2000—2004年为第 3时期, 2005—2010年为第 4时期, 分
别育成品种 36个和 26个。
1.2 试验方法
追溯品种的系谱直至祖先亲本(指终极的地方品种或
无法再进一步追溯其遗传来源的育成品系或品种 , 国外
引进种质视为祖先亲本)。系谱资料来源于崔章林等[1]编
著的《中国大豆育成品种系谱分析(1923—1995)》和李卫
东主编的《黄淮海大豆种质改良》书稿(尚未正式出版),
2005年以后的系谱资料由育种单位专家提供。
参考 Cox等[10,17-19]的方法计算 90个品种父母本间及
成对组合的 COP。计算原则如下: (1)一个品种分别从其双
亲得到一半的基因; (2)所有祖先种、亲本及其后代品种都
是纯合的; (3)最早的祖先品种(系)间的亲缘系数为 0; (4)
系选品种、自然突变和诱导突变材料与其祖先的亲缘系数
为 0.75; (5)同一亲本组合的后代两品种间的 COP=(0.75)2;
(6)一个品种与其自身的 COP = 1; (7)含有部分相同亲本的
旁系品种 S 和品种 D 间的亲缘系数 COPSD＝Σ[(1/2)n], n
代表 S 品种和 D 品种的共同亲本与品种 S 间的世代和品
种 D间的世代数之和。用(1–COP)表示系谱遗传距离, 采
用 SAS9.1 软件以欧氏距离的类平均法对 COP (90×90)亲
缘系数矩阵进行聚类分析。
2 结果与分析
2.1 供试品种父母本间亲缘系数分析
在供试的 90个品种中, 7个由单一亲本系选或诱变育
成, 64 个父母本间的 COP 值为 0, 19 个父母本间的 COP
值为 0.001~0.750, 平均值为 0.097。在有亲缘关系的 19
个品种中, 除中黄 53 (亲缘系数为 0.750)与京豆 1号(亲缘
系数为 0.563)的两亲本亲缘关系较近外, 其他品种亲本间
亲缘关系均相对较远, 亲缘系数均小于 0.089。可见, 北京
市大豆品种除少数品种的父母本间有亲缘关系外 , 其余
均无亲缘关系 , 表明北京市大部分育成品种遗传信息较
为丰富。
2.2 品种间的亲缘系数和遗传关系
90份供试品种共组成 4005对组合, 其中 2548个组合
存在亲缘关系, 占组合数的 63.62%, 所有组合的 COP 值
变化范围为 0~0.781, COP总和为 122.855, 平均为 0.031,
表明北京市大部分大豆品种间存在亲缘关系 , 但其遗传
相似程度较低。所有组合中 COP值最大的是 0.781, 即京
豆 1号与早熟 6号及京豆 1号与早熟 3号组合, 这是因为
早熟 3号与早熟 6号为姊妹系, 而京豆 1号为早熟 3号与
早熟 6号杂交选育后代; COP次大值是 0.750, 为中品 661
与科新 7号组合, 这是因为科新 7号为中品 661化学诱变
选育而成; COP 第 3 大值为 0.563, 很多姊妹系品种间的
COP值为 0.563, 如早熟 3号与早熟 6号等。
2.3 基于亲缘系数的品种聚类分析
对品种间 COP值反映的遗传相似性进行聚类分析(图
1), 除中黄 26、中黄 42、中黄 24、中黄 40、科丰 37、豪
彩 1号、中黄 8号、中黄 35、中黄 57、中黄 29、顺豆 92-51
及中作引 1 号等 12 个品种各自单独成一类外, 其他品种
共聚成 10个类群(A、B、C、D、E、F、G、H、I和 J)。
从整体来看, 大多具有相同或相似亲本的品种聚在一起,
表明其亲缘关系近, 且大多同一年代的品种聚在一类, 体
现出不同年代的育种特征。A群以早熟 3号、早熟 6号及
其姊妹系及其以它们为主要亲本选育的品种组成; B群是
以诱变 30、诱变 31 (组合为 58-161×徐豆 1号)及其姊妹系
以及以它们为主要亲本选育的品种组成; C群是以品系遗
-4 和遗-2 (组合均为诱变 30×Clack63)为主要亲本选育的
品种组成; D群是以科新 3号及以其为主要亲本选育的品
种组成; E群是以早熟 18及以其为主要亲本选育的品种组
成; F群是以中品 661及以其为主要亲本选育的品种组成;
G群是以豫豆 8号为主要亲本选育的品种组成; H群是以
L81-4590 的衍生品系 Ti15176 为主要亲本选育的品种组
成; I群是以鲁豆 4号为主要亲本选育的品种组成; I群包
括 2 个品种, 中野 1 号和中野 2 号, 为姊妹系, 是利用一
年生野生大豆为亲本选育而成。
第 9期 刘章雄等: 1983—2010年北京市大豆育成品种的亲缘关系分析 1695


表 1 育成品种的来源、亲本组合及其审定时间
Table 1 Origin, parental combination, and released time of soybean cultivars
序号
No.
品种名称
Cultivar name
审定时间
Released
time
组合
Combination
1 ※京豆 1号 Jingdou 1 1990 早熟 3号×早熟 6号 Zaoshu 3×Zaoshu 6
2 ※顺豆 92-51 Shundou 92-51 2002 墩子黄×红大豆 Dunzihuang×Hongdadou
3 ※豪彩 1号 Haocai 1 2004 齐黄 26×太空 5号 Qihuang 26×Taikong 5
4 ※京黄 1号 Jinghuang 1 2004 晋遗 20×遗-4 Jinyi 20×Yi-4
5 ※京黄 2号 Jinghuang 2 2004 豫豆 2号×早熟 18 Yudou 2×Zaoshu 18
6 ＃早熟 3号 Zaoshu 3 1983 科系 8号×铁 4117 Kexi 8×Tie 4117
7 ＃早熟 6号 Zaoshu 6 1983 科系 8号×铁 4117 Kexi 8×Tie 4117
8 ＃早熟 9号 Zaoshu 9 1983 科系 8号×6810 Kexi 8×6810
9 ＃早熟 15 Zaoshu 15 1983 科系 8号×铁 4117 Kexi 8×Tie 4117
10 ＃诱变 30 Youbian 30 1983 58-161×徐豆 1号 58-161×Xudou 1
11 ＃诱变 31 Youbian 31 1983 58-161×徐豆 1号 58-161×Xudou 1
12 ＃早熟 14 Zaoshu 14 1987 科系 8号×铁 4117 Kexi 8×Tie 4117
13 ＃早熟 17 Zaoshu 17 1989 耐阴黑豆×诱变 31 Naiyinheidou×Youbian 31
14 ＃科丰 6号 Kefeng 6 1989 7611-3-3×诱变 30 7611-3-3×Youbian 30
15 ＃早熟 18 Zaoshu 18 1992 7902×7821
16 ＃科丰 34 Kefeng 34 1993 58-161×徐豆 1号 58-161×Xudou 1
17 ＃科丰 35 Kefeng 35 1993 7902×诱变 16 7902×Youbian 16
18 ＃科新 3号 Kexin 3 1995 豫豆 2号 EMS诱变 Yudou 2 EMS mutagenesis
19 ＃科丰 36 Kexin 36 1999 早熟 18×7923 Zaoshu 18×7923
20 科新 5号 Kexin 5 2000 鲁豆 4号 EMS诱变 Ludou 4 EMS mutagenesis
21 ＃科丰 14 Kefeng 14 2001 铁丰 18×7913 Tiefeng 18×7913
22 ＃科丰 53 Kefeng 53 2001 7409×诱变 30 7409×Youbian 30
23 ＃科新 6号 Kexin 6 2001 豫豆 2号 EMS诱变 Yudou 2 EMS mutagenesis
24 ＃科丰 15 Kefeng 15 2002 8511×吉林 20 8511×Jilin 20
25 ＃科丰 37 Kefeng 37 2002 8033×密荚 1号 8033×Mijia 1
26 ＃科新 4号 Kexin 4 2002 豫豆 2号 EMS诱变 Yudou 2 EMS mutagenesis
27 ＃科新 7号 Kexin 7 2003 中品 661 EMS和 EI诱变 Zhongpin 661 EMS and EI mutagenesis
28 ＃科新 8号 Kexin 8 2003 科 9103 EMS诱变 Ke 9103 EMS EI mutagenesis
29 ＃科丰 17 Kefeng 17 2004 8511×铁杂 8511×Tieza
30 中豆 28 Zhongdou 28 1999 鲁豆 4号×L83-4387 Ludou 4×L83-4387
31 中豆 27 Zhongdou 27 2000 中豆 19×L81-4590 Zhongdou 19×L81-4590
32 中黄 1号 Zhonghuang 1 1989 早熟 6号×晋豆 4号 Zaoshu 6×Jindou 4
33 中黄 2号 Zhonghuang 2 1990 7907-2-16 系选 7907-2-16 systemic selection
34 中黄 3号 Zhonghuang 3 1990 诱变 30×7614 Youbian 30×7614
35 中黄 4号 Zhonghuang 4 1990 遗 112×上海红芒早毛豆 Yi 112×Shanghaihongmangzaomaodou
36 中黄 5号 Zhonghuang 5 1992 诱变 30×7614 Youbian 30×7614
37 中黄 7号 Zhonghuang 7 1993 科丰 6号×菏 7308-1-2 Kefeng 6×He 7308-1-2
38 中黄 6号 Zhonghuang 6 1994 早熟 6号×晋豆 4号 Zaoshu 6×Jindou 4
39 中品 661 Zhongpin 661 1994 William826×Bufallo
40 中黄 8号 Zhonghuang 8 1995 大金元×兖黄 1号 Dajinyuan×Yanhuang 1
41 中黄 9号 Zhonghuang 9 1996 科丰 6号×菏 7308-1-2 Kefeng 6×He 7308-1-2
42 中黄 10号 Zhonghuang 10 1996 文丰 7号×鲁豆 4号 Wenfeng 7×Ludou 4
43 中野 1号 Zhongye 1 1999 (察隅 1号×野大豆 ZYD3576)F1×大湾大粒 (Cayu 1×Yedadou ZYD3576)F1×Dawandali
44 中黄 11 Zhonghuang 11 2000 Crowford×豫豆 8号 Crowford×Yudou 8
45 中黄 12 Zhonghuang 12 2000 晋遗 20×遗-4 Jinyi 20×Yi-4
46 中黄 13 Zhonghuang 13 2001 豫豆 8号×中作 90052-76 Yudou 8×Zhongzuo 90052-76
47 中黄 14 Zhonghuang 14 2001 Crowford×豫豆 8号 Crowford×Yudou 8
48 中黄 15 Zhonghuang 15 2001 中品 661×早熟 17 Zhongpin 661×Zaoshu 17

1696 作 物 学 报 第 39卷

(续表1)
序号
No.
品种名称
Cultivar name
审定时间
Released
time
组合
Combination
49 中黄 17 Zhonghuang 17 2001 遗-2×Hobbit Yi-2×Hobbit
50 中黄 18 Zhonghuang 18 2001 中品 661×Century-2 Zhongpin 661×Century-2
51 中黄 20 Zhonghuang 20 2001 遗-2 Yi-2×Hobbit
52 中野 2号 Zhongye 2 2001 (察隅 1号×野大豆 ZYD3576)F1×大湾大粒 (Cayu 1×Yedadou ZYD3576)F1×Dawandali
53 中品 662 Zhongpin 662 2002 早 5粒×鲁豆 4号 Zao 5 li×Ludou 4
54 中黄 16 Zhonghuang 16 2002 ti15176×Century-2.3
55 中黄 22 Zhonghuang 22 2002 中品 661×91-1 Zhongpin 661×91-1
56 中黄 23 Zhonghuang 23 2002 杂抗 F6×鲁豆 4号 Zakang F6×Ludou 4
57 中作引 1号 Zhongzuoyin 1 2003 Fabio中系选 Fabio systemic selection
58 中黄 19 Zhonghuang 19 2003 中品 661×豫豆 10号 Zhongpin 661×Yudou 10
59 中黄 21 Zhonghuang 21 2003 中品 661×91-1 Zhongpin 661×91-1
60 中黄 24 Zhonghuang 24 2003 吉林 21×(汾豆 31×中豆 19)F1 Jilin 21×(Fendou 31×Zhongdou 19)F1
61 中黄 25 Zhonghuang 25 2003 中黄 4号×诱变 30 Zhonghuang 4×Youbian 30
62 中黄 26 Zhonghuang 26 2003 单 8×PI437654 Dan 8×PI437654
63 中黄 27 Zhonghuang 27 2003 晋遗 20×中作 90052-76 Jinyi 20×Zhongzuo 90052-76
64 中黄 28 Zhonghuang 28 2003 ti15176×Century-2.3
65 中黄 29 Zhonghuang 29 2005 鲁豆 861168×鲁豆 11 Ludou 861168×Ludou 11
66 中黄 31 Zhonghuang 31 2005 ti15176×Century-2.3
67 中黄 33 Zhonghuang 33 2005 豫豆 8号×晋遗 20 Yudou 8×Jinyi 20
68 中黄 30 Zhonghuang 30 2006 中品 661×中黄 14 Zhongpin 661×Zhonghuang 14
69 中黄 34 Zhonghuang 34 2006 晋遗 20×遗-4 Jinyi 20×Yi-4
70 中黄 35 Zhonghuang 35 2006 (PI486355×郑 8431)F3×郑 6062 (PI486355×Zheng 8431)F3×Zheng 6062
71 中黄 36 Zhonghuang 36 2006 遗-2×Hobbit Yi-2×Hobbit
72 中黄 37 Zhonghuang 37 2006 95B020×早熟 18 95B020×Zaoshu 18
73 中黄 38 Zhonghuang 38 2006 遗-2×Hobbit Yi-2×Hobbit
74 中黄 39 Zhonghuang 39 2006 中品 661×中黄 14 Zhongpin 661×Zhonghuang 14
75 中黄 40 Zhonghuang 40 2007 晋豆 6号×豫豆 12 Jindou 6×Yudou 12
76 中黄 41 Zhonghuang 41 2007 科丰 14×科新 3号 Kefeng 14×Kexin 3
77 中黄 42 Zhonghuang 42 2007 诱处 4号×锦豆 33 Youchu 4×Jindou 33
78 中黄 43 Zhonghuang 43 2008 冀豆 7号×科新 3号 Jidou 7×Kexin 3
79 中黄 44 Zhonghuang 44 2009 科丰 14×科新 3号 Kefeng 14×Kexin 3
80 中黄 45 Zhonghuang 45 2009 中黄 21×WI995 Zhonghuang 21×WI995
81 中黄 46 Zhonghuang 46 2009 ti15176×Century-2.3
82 中黄 47 Zhonghuang 47 2009 D90×L81-4590
83 中黄 48 Zhonghuang 48 2009 科丰 14×科新 3号 Kefeng 14×Kexin 3
84 中黄 49 Zhonghuang 49 2009 科丰 14×科新 3号 Kefeng 14×Kexin 3
85 中黄 50 Zhonghuang 50 2010 中黄 13×中品 661 Zhonghuang 13×Zhongpin 661
86 中黄 52 Zhonghuang 52 2010 冀豆 7号×早熟 18 Jidou 7×Zaoshu 18
87 中黄 53 Zhonghuang 53 2010 中作 M17×(豫豆 8号×D90) Zhongzuo M17×(Yudou 8×D90)
88 中黄 55 Zhonghuang 55 2010 T200×早熟 18 T200×Zaoshu 18
89 中黄 56 Zhonghuang 56 2010 中品 95-6051×DP3480 Zhongpin 95-6051×DP3480
90 中黄 57 Zhonghuang 57 2010 Hartwig×晋 1265 Hartwig×Jin 1265
此处审定时间表示品种的第一次审定时间, 因少数品种在不同时间内通过多个地区审定; 品种名称前标※代表选育单位为其他单
位, 标＃为原中国科学院遗传所和现遗传与发育研究所, 未标注的为中国农业科学院。
The released time here is the first released time of soybean cultivars, among which a few cultivars are released by different districts in
different years. ※ marked before the name of cultivars stands for that bred by other units, and ＃stands for that bred by former Institute of
Genetics and Institute of Genetics and Development Biology of the Chinese Academy of Sciences; the others come from the Chinese Acad-
emy of Agricultural Sciences.
第 9期 刘章雄等: 1983—2010年北京市大豆育成品种的亲缘关系分析 1697




图 1 基于亲缘系数的品种聚类
Fig. 1 Cultivars clustering on the basis of relationship coefficient
左侧“数字”同表 1的品种序号, 如“12”代表早熟 14。
Numbers on the left side correspond with the numbers of cultivar names given in Table 1. For example, “12” is Zaoshu 14.

从聚类图上可以分析北京市品种演化的过程, 20 世
纪 80 年代育成品种主要为原中国科学院遗传所选育的早
熟 3号、早熟 6号及其姊妹系、诱变 30、诱变 31等, 部
分品种如早熟 3号和诱变 30 成为 20 世纪 90年代的骨干
亲本。20 世纪 90年代上半时期, 分别以早熟 3号及诱变
30为主要亲本育成了科新 8 号、中黄 6 号、中黄 25、科
丰 35 等品种, 这些品种主要包含在 A 群和 B 群; 以国外
引进种质 Clack 63 为亲本育成的品系遗-4 和遗-2 作为主
要亲本育成了中黄 12、中黄 34、中黄 36、中黄 38等, 这
些品种包含在 C 群; 20 世纪 90 年代后半时期, 以科新 3
号为主要亲本育成了中黄 41、中黄 44、中黄 48、中黄 49
等, 这些品种包含在 D 群内。21 世纪的第一个 10 年, 国
1698 作 物 学 报 第 39卷

外种质 L81-4590和中品 661 (L83-544)的应用, 育成了中
黄 30、中黄 39、中黄 16、中黄 46等多个品种, 分别属于
F群和 H群。
2.4 各年代品种间的亲缘系数和遗传关系
由表 2 可知第 1 时期育成的 10 个品种中, 所有祖先
亲本均含有滨海大白花、铜山天鹅蛋和 Mamotan, 亲缘关
系比率为 100%。第 2时期和第 3时期育成品种存在遗传
关系的比率分别为 48.37%和 49.68%, 因 2 个时期所用亲
本的差异, 使品种间存在遗传关系的比率降低。第 4时期
因大量使用了中品 661 及前期育成品种或品系为亲本(表
1), 使品种的遗传关系比率升高, 为 80.92%。
第 1时期与后 3个时期的品种亲缘关系比率呈上升趋
势, 分别为 66.67%、65.83%、83.76%。第 2 时期与后 2
个时期存在遗传关系的比率分别为 57.78%、70.09%, 比
率值也在增加 , 说明随着育成品种的增多和育种规模的
扩大, 利用前期育成品种或品系作为亲本的趋势在增大,
这与王江春等[10]以小麦为材料得出的结果类似。
亲缘系数值的大小反映了品种间遗传相似的程度。
随着时间的推移 , 不同年代内品种的亲缘系数值呈降
低的趋势(表 3), 如在第 1 时期、第 2 时期和第 3 时期 ,
COP值分别为 0.192、0.040和 0.026, 但在第 4时期 COP
值又增大为 0.044。这说明 , 在 2005 年之前 , 随着时间
推移 , 北京大豆品种的遗传多样性逐渐升高 , 但在
2005年之后 , 遗传多样性开始降低 , 其原因可从不同时
期内及不同时期间品种间存在遗传关系的比率得到解
释。
从不同年代间品种的亲缘系数分析结果可以看出 ,
同一年代内的品种 , 对后代的遗传贡献率随着年代的推
移逐渐减小, 如第 1时期品种与第 2时期、第 3时期和第
4时期品种的亲缘系数值依次为 0.087、0.026和 0.014, 这
与 Sneller [15]和王江春等[10]研究的祖先品种对育成品种的
贡献率随时间的推移而下降的结果一致。
2.5 北京市育成品种骨干亲本分析
从品种聚类分析及北京市品种演化过程可见, 诱变
30、早熟 3 号、中品 661、鲁豆４号、诱变 31、科新 3
号和早熟 18及从美国引进种质 Clack 63、L81-4590等 9
个品种对北京市育成品种贡献较大。分析表明, 上述品种
衍生品种数范围为 5%~23%, 参与育成品种数占育成品种
总数 67.78% (61/90), 总核贡献率占 32.50% (29.25/90);
与其他品种的 COP 值总和变化范围为 2.000~6.229, 除
L81-4590 外, 其余均大于所有单一品种与其他品种 COP
值总和的平均值 2.730 (表 4)。诱变 30 作为亲本参与

表 2 不同年代内和年代间亲缘关系比率
Table 2 Ratio of genetic relationship within and between different periods (%)
时期 Period 1980—1989 1990—1999 2000—2004 2005—2010 平均值 Mean
1980—1989 100 66.67 65.83 83.76 79.07
1990—1999 48.37 52.78 70.09 57.08
2000—2004 49.68 64.53 57.10
2005—2010 80.92 —

表 3 不同年代内和年代间品种的平均 COP值
Table 3 Average variety COP within and between different periods
时期 Period 1980—1989 1990—1999 2000—2004 2005—2010
1980—1989 0.192 0.087 0.026 0.014
1990—1999 0.040 0.026 0.022
2000—2004 0.026 0.028
2005—2010 0.044

表 4 北京市大豆育成品种骨干亲本及衍生的品种数
Table 4 Backbone parents and their offsprings of soybean cultivars released in Beijing
亲本
Parent
衍生品种数
Derived variety
与其他品种 COP总和
Sum of COP
与其他品种 COP平均值
Mean of COP
诱变 30 Youbian 30 23 6.229 0.070
Clack 63 16 3.063 0.034
早熟 3号 Zaoshu 3 10 4.962 0.056
中品 661 Zhongpin 661 11 5.000 0.056
鲁豆 4号 Ludou 4 7 3.537 0.039
诱变 31 Youbian 31 7 5.367 0.060
L81-4590 6 2.000 0.022
科新 3号 Kexin 3 5 3.720 0.042
早熟 18 Zaoshu 18 5 4.385 0.049
第 9期 刘章雄等: 1983—2010年北京市大豆育成品种的亲缘关系分析 1699


选育品种 23个, 占所有育成品种 25.56%, 诱变 30与其他
89 个品种平均 COP 值为 0.070。以上结果显示, 诱变 30
等 9个品种在北京市育种中利用效果显著, 发挥了骨干亲
本的作用。
3 讨论
3.1 北京市大豆品种的遗传多样性
Cui等[17]于 2000年对 1923—1995年中国 651个大豆
育成品种的 COP分析表明, 22%的品种组合间有亲缘关系,
平均 COP 值较低, 仅为 0.020, 说明此阶段大豆育成品种
具有较高的遗传多样性及改良潜力。其中, 330 个来源于
东北的品种平均 COP 值为 0.058, 210 个黄淮海品种平均
COP值为 0.027, 111个南方品种平均 COP值为 0.016, 这
三大区品种间 COP 值较低, 说明其品种间几乎没有亲缘
关系。这与不同生态区之间很少有近交品种以及国外种质
的引进和利用有关。
Zhou 等[18] 于 2002年对日本 1950—1988年 86个大
豆育成品种的 COP 分析表明, 约 20%的品种组合间有亲
缘关系, 平均 COP 值也较低, 为 0.04, 可能有几个原因,
一是较多的利用来自本土的地方品种 , 二是引进和利用
国外种质, 三是限制种质在国内的交流。
本研究分析的 90 个供试品种, 组成了 4005 对组合,
63.62%组合存在亲缘关系 , 表明大部分品种间存在亲缘
关系, 此比率均大于 Cui 等[17]和 Zhou 等[18]的研究结果,
这与品种的育成单位较少, 亲本来源相对比较集中有关。
北京市大豆品种平均 COP值为 0.031, 大于 Cui等[17]的研
究结果而小于 Zhou 等[18]的研究结果, 说明北京市大豆品
种的遗传多样相对较高 , 其原因之一是引进和利用了中
品 661、Clark 63, Williams、Mamotan、Amsoy、Century-2.3
等国外种质; 另外, 北京市 90个大豆品中, 63个品种父母
本间的 COP 值为 0, 说明育种家在育种实践 中, 有意识
地选择亲缘关系较远的亲本进行杂交 , 从而提高了大豆
品种的遗传多样性。
大豆[17]、小麦[9-11]品种根据亲缘系数进行聚类, 其结
果能很好地反映种质资源的利用情况及遗传多样性程度,
来自同一祖先种或亲缘关系较近的品种大多聚为一类。
本研究结果也反映了上述特点, 除 12 个品种单独自成一
类外, 其他品种根据其主要亲本来源分别聚成 10 类, 同
时 , 大部分的主要亲本也构成了北京育成品种的骨干亲
本。与亲缘关系较近的亲本组配相比, 亲缘关系较远两亲
杂交产生的后代, 遗传变异更大[16], 因此, 可利用亲缘关
系聚类图选择合适的亲本, 一般而言, 不同类别的品种杂
交更易选育出优良品种[17-18]。建议根据北京大豆品种聚类
特点, 选择分别聚在不同类的亲本进行杂交, 并评价后代
产量性状表现, 以检验利用 COP 值选配亲本在育种实践
中的成效。
从本文的研究方法可看出, COP亲缘系数分析受品种
系谱的清晰程度、原始亲本的亲缘关系等影响(如原始亲
本间可能有亲缘关系, 但目前无法查证), 利用分子标记
进行遗传分析则可不受上述因素的干扰 , 已有许多研究
者利用 SSR 等标记对大豆育成品种的遗传多样性进行了
比较研究[20-22]。目前, 尚无利用分子标记研究北京市育成
品种遗传关系的报道, 因此, 将 COP 分析与分子标记相
结合, 可能会更好的揭示北京育成品种的遗传关系。
3.2 骨干亲本的利用与研究
骨干亲本的利用加速了新品种培育。一般骨干亲本农
艺性状优异, 具有较好配合力, 合理地利用可提高育种效
率。如中品 661具有植株高大健壮、透光性好、丰产、抗
倒、高抗大豆花叶病毒病、适应性广等特点。从 2001—2010
年 , 中国农业科学院作物科学研究所利用该品种作亲本
共选育品种 12个, 其中 10个以中品 661为亲本直接杂交
选育, 3个品种通过国家审定, 2个品种同时通过国家和天
津审定, 4个品种通过北京审定, 1个品种通过辽宁审定, 2
个品种通过河北审定, 其亲本中品 661同时通过北京和云
南审定, 中品 661 衍生的品种中黄 30 现正被西北地区大
面积示范推广, 尤其适合于间作套种。黄淮海大面积推广
品种中黄 13, 其系谱中含有 2个骨干亲本诱变 30和 Clack
63, 其直接亲本豫豆 8 号来源于河南省的优异种质, 中黄
13则集中了 3个优异种质的优点, 所以高产而适应性广。
组合配制中高频率使用骨干亲本会降低品种的遗传
多样性, 所以应挖掘地方品种潜力, 加强引进和利用国外
优良种质。研究表明, 国外种质的利用可以扩大育成品种
的遗传基础[17-18]。从北京市大豆品种的演化中可以看出,
国外种质如 L81-4590、Clack 63等在北京市大豆育种中发
挥了骨干亲本的作用。另一方面, 骨干亲本的广泛利用,
也会降低大豆品种的遗传多样性 [23], 因此 , 今后大豆
育种工作不仅要关注现有的育成品种和创新种质 , 还
要广泛挖掘地方品种潜力, 积极引进和利用国外种质, 拓
宽现有大豆育成品种的遗传基础 , 以加快优良新品种的
培育。
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