花蓮區農業專訊--利用分子科技縫合大豆裂莢：分子標誌在大豆抗裂莢育種的應用--02 - 農業知識入口網

大豆裂莢性的遺傳秘密

環境雖然對大豆裂莢率影響不少，但品種間差異也是相當顯著。科學家發現大豆豆莢開裂主要是由於豆莢腹背縫線結合能力的衰弱，以及豆莢脫水時內部纖維產生內旋扭力所造成。大豆裂莢特性是由多基因遺傳調控，而品種間抗裂莢程度差異，多與品種帶有之裂莢主效基因Pdh1及SHAT1-5不同基因型所關。Pdh1與大豆豆莢厚壁細胞的木質化有關，研究顯示不同基因型很可能是藉由影響木質素的初級結構或沉積模式，進而造成低濕度狀態下豆莢縫線內部厚壁組織內旋扭力不同；SHAT1-5則是參與大豆豆莢纖維帽細胞的木質化，不同基因型促使次生細胞壁合成及增厚程度不同，進而影響豆莢纖維帽細胞的接合強度。近年更有學者發現另一基因NST1A亦參與了大豆裂莢性的調控，並觀察到此3個大豆裂莢基因間，Pdh1存有上位性，而且地緣氣候造成的濕度差異，顯著影響大豆抗裂莢基因型的分布。

解密後的育種大躍進

由於大豆裂莢率高易造成產量減損，育種家著手大豆育種時皆會進行裂莢性評估，早年多以成熟期至田區目視觀察來將裂莢情形分為易、中、難三個等級，而後建立以烘箱60℃處理的方法來檢定裂莢率，使裂莢性檢定更加直接且數據化；然而，此檢定方法不僅須於大豆成熟收穫後隨即進行，尚需花費大量人力、空間、時間，以及能源成本來檢定龐大的調查樣本。現今受惠於大豆裂莢性遺傳學的解密，育種家得以運用分子標誌輔助選種(MAS,Marker-assisted selection)對裂莢特性進行改良，使用此技術的主要步驟包括：確定遺傳基礎、鑑定出與性狀相關之分子標誌、開發分子標誌檢測方法、對植株進行分子標誌檢測，以及選育效果的驗證。