据韩天富研究员介绍，大豆常规育种从杂交组配到品种审定至少需要经过10个世代，其中前5-6个世代主要进行杂合材料的自交纯合，整个育种过程十分费时费力，严重制约了大豆性状改良的速度。因此，通过加快早期世代的自交繁殖速度来缩短育种周期，一直是大豆育种工作者追求的目标。近年来，基于人工控制条件的作物快速育种策略受到各国育种家的重视，然而温室、生长箱等人工设施的建设和运行成本较高，且种植规模有限，难以广泛应用。
研究人员在对大豆光温反应特性和我国各地生态条件进行长期深入研究的基础上，利用我国黄淮海和华南地区夏季相对较短的日照和高温条件，分别实现北方春大豆和黄淮海夏大豆的异地夏繁2代，结合冬季南繁、鲜粒直播和分子标记辅助选择(MAS)技术，成功构建了完全依赖自然光温条件的低成本、高效率大豆快速育种技术体系。该技术主要包括以下环节：（1）在春、夏、秋季，将北方春大豆和黄淮海夏大豆育种材料，分别种植在比其原产地日照更短、温度更高的黄淮海和华南地区，使其在自然条件下完成异地繁殖2代（统称夏繁）；（2）采摘植株中下部处于鼓粒后期的荚果，对新鲜种子进行简单处理后播种，进一步缩短繁殖周期；（3）冬季在海南岛繁殖2代（冬繁）；（4）对高代材料（如F5）进行 E1 - E4 等生育期相关基因的检测，根据单倍型组合预测其生育期组和适宜种植区域。上述快速育种系统，可在自然条件下实现1年繁殖4代，实现大规模、低成本的大豆快速育种。该方法对其他短日照作物育种效率的提高也具有借鉴价值。
作科所硕士毕业生房裕东、博士毕业生王立伟和Enoch Sapey为共同第一作者，韩天富研究员与孙石研究员为共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家现代农业产业技术体系及中国农业科学院农业科技创新工程的资助。
论文链接：https://doi.org/10.3389/fpls.2021.717077.
