摘要：多年的研究證明，提高光合效率是提高大豆產(chǎn)量的重要途徑。在高產(chǎn)條件下，高光效大豆（Ghycine max L.Merr.）品種與一般品種相比可提高產(chǎn)量30%～40%，表明高光效育種有著廣闊的發(fā)展前景。高光效育種雖然未能縮短育種時(shí)間，但為達(dá)到預(yù)定的高光效目標(biāo)提供了“實(shí)時(shí)”監(jiān)測(cè)，可免除目標(biāo)的偏離，從而達(dá)到高光效與高產(chǎn)的同步提高。大豆葉片與豆莢均存在著高活性的有限的C4途徑循環(huán)，因此，通過(guò)常規(guī)育種或基因工程技術(shù)提高C4途徑酶的表達(dá)能力，可能是提高C3植物光合效率的新突破點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：大豆；C4途徑酶；高光效育種
光合作用是決定作物產(chǎn)量的最重要的因素之一[1-3]，因?yàn)榇笥?0%的作物干物重直接來(lái)自于光合作用。這意味著，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，光合效率直接關(guān)系到最終產(chǎn)量。因此，許多國(guó)家的研究人員已經(jīng)積極地參與到新的育種方法的研究中，目的是改善作物的光合能力[4,5]，并且通過(guò)我們長(zhǎng)期在不同發(fā)育階段采取多種措施以提高作物生產(chǎn)潛力的研究，高光效育種已經(jīng)被視為重要的方法之一。在過(guò)去的二十年里，通過(guò)植物生理學(xué)家和基因?qū)W家的密切科學(xué)合作，中國(guó)研究人員已經(jīng)采取許多不同手段，廣泛地研究了個(gè)別作物增加產(chǎn)量的潛力，并且已經(jīng)取得了明顯進(jìn)展。這篇文章是對(duì)我們以前在大豆高光效育種研究以及其他研究者的相關(guān)工作的簡(jiǎn)短回顧。不同的光合參數(shù)，例如光截獲能力、光能轉(zhuǎn)換效率、碳同化作用和光合特性的遺傳等等，都有待討論。
1. 光合率與產(chǎn)量潛力之間的關(guān)系
雖然光合率一般用于高光效的指示，但光合率與產(chǎn)量之間是否確實(shí)有相關(guān)性還在爭(zhēng)論中。在中國(guó)，自從1970年以來(lái)，許多研究者探索這種相關(guān)性。張賢澤和馬占峰[6]發(fā)現(xiàn)，在最近精選的大豆品種中，葉片光合率和產(chǎn)量都高于以前的品種。游明安[7]在不同的大豆品種間通過(guò)群體分析描述了相似的傾向。我們的研究證明，在大豆結(jié)莢期，功能葉的光合率與產(chǎn)量之間有確實(shí)的相關(guān)性[8，9]。例如，三種最近精選出的高光效品種黑農(nóng)39，40和41，各自與其親本相比在光合率上增加25.0%，18.0%和41.0%，在子