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間，但為達(dá)到預(yù)定的高光效目標(biāo)提供了“實時”監(jiān)測，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。
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]，因為大于90%的作物干物重直接來自于光合作用。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]，并且通過我們長期在不同發(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。在過去的二十年里，通過植物生理學(xué)家和基因?qū)W家的密切科學(xué)合作，中國研究人員已經(jīng)采取許多不同手段，廣泛地研究了個別作物增加產(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)量之間是否確實有相關(guān)性還在爭論中。在中國，自從1970年以來，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