1、大豆優(yōu)異等位基因挖掘與利用

利用遺傳作圖群體定位主效基因/QTL：

運用不同類型的大豆遺傳作圖群體，包括低世代（F₂、F_2:3）分離群體、高世代重組自交系（RIL）群體和近等基因系（NIL）群體，結(jié)合計算機(jī)作圖軟件，構(gòu)建了多張較高密度的大豆分子連鎖圖譜，定位了一大批與大豆重要經(jīng)濟(jì)和農(nóng)藝性狀（包含種子蛋白含量、油脂含量、株高、主莖節(jié)數(shù)、多粒莢、大粒、株莢數(shù)、株粒重、分枝數(shù)、底莢高度、株高、生育期、葉形、耐旱等）相關(guān)的主效基因/QTL，開發(fā)了一批有實用價值的分子標(biāo)記（大粒、高油等位點標(biāo)記），并用于大豆輔助選擇和多基因聚合育種。

利用自然群體和GWAS法檢測優(yōu)異等位變異：

我們對809份栽培大豆自然群體進(jìn)行兩年多點表型鑒定，通過與本單位田志喜課題組合作，在深度重測序基礎(chǔ)上，運用全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）方法進(jìn)行全基因組掃描，共檢測到38個形態(tài)學(xué)、產(chǎn)量、生育期等相關(guān)性狀的94個顯著關(guān)聯(lián)位點（包含8個已知位點和86個未知新位點），初步解析了這些位點的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。分析發(fā)現(xiàn)，多數(shù)性狀(約63 %) 均由多個顯著關(guān)聯(lián)位點共同調(diào)控，而單個已知關(guān)鍵位點可以調(diào)控多個不同性狀，例如Dt1同時影響到莖形狀、莖生長習(xí)性、莖節(jié)數(shù)、莖節(jié)密度、分枝密度、莖莢密度、單株總粒數(shù)、株高及倒伏性；Ln同時影響了葉形、葉長、葉寬、葉面積、四粒莢數(shù)及四粒莢比率等。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于Genome Biology(2017)。

我們已將控制高四粒莢比率的優(yōu)異等位變異ln-C導(dǎo)入不含該變異的國審大豆品種中黃13和科豆1號等，快速選育出7份四粒莢比例和產(chǎn)量都有明顯提高的高產(chǎn)新品系（種）。籽粒體積位點SWn和株型/產(chǎn)量相關(guān)的多效位點Dt1的分子設(shè)計育種正在進(jìn)行中。

2、大豆高產(chǎn)育種理論與技術(shù)方法的研究

大豆能否像小麥和水稻那樣利用半矮稈基因的理想株型(“綠色革命”)或雄性不育基因的雜種優(yōu)勢而實現(xiàn)產(chǎn)量突破？在大豆雜種優(yōu)勢難于實踐利用的情況下，不妨從適合密植的理想株型和高光效高轉(zhuǎn)化率兩方面尋找突破口，前者我們著力開展短節(jié)間、結(jié)莢密的主莖結(jié)莢型或少分枝緊湊型的分子設(shè)計育種研究，后者從豐富的資源材料中檢測篩選目標(biāo)材料入手開展高光效生理生態(tài)育種，二者緊密結(jié)合、相輔相成，創(chuàng)制產(chǎn)量突破甚至顛覆型新材料和新品種。

基于基因重組和基因突變原理，通過有性雜交/復(fù)合雜交育種、回交育種、誘變育種及基因組選擇育種等，將不同親本的高產(chǎn)基因/位點和誘發(fā)突變或自然突變的高產(chǎn)位點聚合到同一后代個體，篩選產(chǎn)量突出的后代基因型，進(jìn)而選育高產(chǎn)或超高產(chǎn)新品種。

大豆高產(chǎn)分子模塊設(shè)計育種新技術(shù)研究：通過目的基因測序選擇合適的供體和優(yōu)良受體，采用雜交/多代回交/自交程序和后代個體的分子模塊(含目的基因)測序篩查和目標(biāo)表型鑒定及南繁加代等，分析分子模塊的遺傳效應(yīng)和表型貢獻(xiàn)度，創(chuàng)建了一種高效的高產(chǎn)分子模塊定向育種技術(shù)程序(已申請發(fā)明專利)，用此技術(shù)已選育出7份增產(chǎn)顯著的高產(chǎn)新品系(種)。

大豆多基因聚合育種技術(shù)體系研究與建立：通過向同一優(yōu)良受體導(dǎo)入不同供體的目標(biāo)基因，結(jié)合每世代分子標(biāo)記輔助選擇，聚合高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、抗逆等多個優(yōu)良基因于一體，選育綜合特性突出的新材料，分析每一育種環(huán)節(jié)的效果及穩(wěn)定性，建立了一套多基因高效聚合育種體系及程序。運用該技術(shù)體系已培育出4個國審或省審大豆新品種和20多份特性突出的新種質(zhì)和新品系。

抗逆和優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)基因大豆育種研究：通過多年探索和系統(tǒng)研究，建立了穩(wěn)定有效的農(nóng)桿菌介導(dǎo)大豆子葉節(jié)/胚尖遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)，轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在3%以上，可小規(guī)模批量轉(zhuǎn)化。已將7個外源目的基因（包括4個耐逆、2個高油、1個大粒等相關(guān)基因，其中有2個耐高溫或耐鹽/耐旱基因由本組克隆得到，其余功能基因由陳受宜老師提供）轉(zhuǎn)入不同受體大豆，獲得80余份不同世代的轉(zhuǎn)基因新材料，經(jīng)分子檢測和目標(biāo)性狀鑒定，篩選出20多個目的基因性狀得以表達(dá)的優(yōu)良轉(zhuǎn)基因品系。

3、優(yōu)異大豆種質(zhì)創(chuàng)制和新品種培育與推廣應(yīng)用
通過運用上述高效育種技術(shù)，創(chuàng)造篩選出一大批有利用價值的大豆新種質(zhì)和育種新品系(每年可提供15～20個參加省級以上試驗)，共培育出8個“科豐號”（科豐14號、15號、17號、28號、29號、36號、37號、53號等）、3個“科新號”（科新3號、4號、8號）、4個“科豆號”（科豆1號、2號、7號、17號）以及登科14號、龍選1號、寶誘17等18個優(yōu)良大豆品種通過國家或省級審定，通過與種業(yè)公司和地方推廣單位合作，在我國黃淮海和東北大豆主產(chǎn)區(qū)大面積推廣應(yīng)用，累計面積近2000萬畝，創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，獲得了多項植物新品種權(quán)和科技成果獎勵，主持修訂了一項國家標(biāo)準(zhǔn)《大豆原種生產(chǎn)技術(shù)操作規(guī)程》(GB/T 17318-2011)，已發(fā)布實施，在生產(chǎn)實踐中發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用，為推動我國大豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)民增收做出了實際貢獻(xiàn)。

中國共產(chǎn)黨的優(yōu)秀黨員，為科學(xué)事業(yè)不懈奮斗的戰(zhàn)士，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員朱保葛同志，因病于2020年3月14日在北京逝世，享年59歲。

朱保葛同志1960年4月出生于安徽省五河縣。1979年9月至1983年8月在安徽農(nóng)學(xué)院學(xué)習(xí)，獲農(nóng)學(xué)學(xué)士學(xué)位。1983年9月至1986年11月在中國農(nóng)科院作物育種栽培研究所學(xué)習(xí)，獲農(nóng)學(xué)碩士學(xué)位。2000年9月至2005年7月在中科院遺傳發(fā)育所學(xué)習(xí)遺傳學(xué)專業(yè)，獲理學(xué)博士學(xué)位。1985年12月加入中國共產(chǎn)黨，從此，初心不改，矢志不渝，奮斗終生。

朱保葛同志于1986年9月起在中科院遺傳所、中科院遺傳發(fā)育所工作，歷任研究實習(xí)員、助理研究員、副研究員、研究員、創(chuàng)新研究組長、博士生導(dǎo)師。朱保葛同志工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，多次受到表彰和嘉獎。1995年獲中國科學(xué)院科技進(jìn)步二等獎。2001年獲中國科學(xué)院科技進(jìn)步二等獎。2002年獲國家科技進(jìn)步二等獎。2007年獲天津市科技進(jìn)步三等獎。2011年獲研究所“優(yōu)秀品種培育獎”，“品種累計推廣獎”和“優(yōu)秀共產(chǎn)黨員”稱號。2012年獲研究所“制定國家標(biāo)準(zhǔn)最多者獎”。2015年獲得研究所“大豆分子育種優(yōu)秀團(tuán)隊獎”。

朱保葛同志從事大豆育種三十余載，勤勉工作，繼承大豆遺傳育種組的優(yōu)良傳統(tǒng)，承先繼后，積累了大量具有推廣應(yīng)用價值的育種材料，培育了科豐、科新和科豆系列大豆品種十多個，其中科豐14、科豆1號和科新3號等國審品種累計推廣面積1500萬畝，為我國大豆事業(yè)貢獻(xiàn)了自己的全部力量。

朱保葛同志的一生，是無私奉獻(xiàn)的一生，是為科研事業(yè)不懈奮斗的一生。他用無私奉獻(xiàn)的精神譜寫了精彩的科學(xué)人生，體現(xiàn)了敢為人先、堅毅執(zhí)著的科學(xué)精神，淡泊名利、忘我奉獻(xiàn)的高尚情操，真誠質(zhì)樸、精益求精的杰出品格。朱保葛同志雖然離開了我們，但他的精神永駐、風(fēng)范長存。我們永遠(yuǎn)懷念他！

朱保葛同志千古！