江淮大豆耐儲藏種質篩選與特性研究

陳小麗　張茜　張桂麗　袁昊　俞浙萍　郭呈宇　趙團結　孔杰杰

摘要：大豆種子富含油脂和蛋白質，收獲前后及儲藏期間受高溫高濕的影響易發生劣變，不利儲藏。利用國家大豆改良中心自然條件保存3年的193份江淮大豆種質資源為材料進行發芽試驗，結果表明種子發芽率、正常苗率與豆苗長度及鮮質量間顯著相關，發芽率、正常苗率可作為大豆耐儲藏性主要鑒定指標，輔以豆苗長及鮮質量；供試材料存在豐富的遺傳變異，篩選出NJ233等15份耐儲藏優良品系。

關鍵詞：大豆；耐儲藏；發芽特性；遺傳變異；種質資源；鑒定指標

中圖分類號：S565.102.4 文獻標志碼：A 文章編號：1002—1302（2016）01—0129—04

耐儲藏性指作物種子長時間儲藏后仍具有較強的生活力，是種子生產、經銷以及種質保存時需要考慮的重要性狀。大豆種子蛋白質和脂肪含量分別可達40%和20%，儲藏過程易發生劣變，不耐儲藏，被視為短命種子。用于加工的大豆，種子含水分13%～14%的可安全儲藏6～9個月；含14%～15%水分的只能安全儲藏6個月左右。隨著儲藏時間延長，活力和品質都會受到影響。可見大豆有效儲藏時間并不長，儲藏效果影響生產與加工效益。

農業生產對大豆種子活力要求更高。目前大豆種子多在常溫及較高種子含水量（<13%）情況下保存，當年收獲種子一般只用于下年生產。在國外，由于使用種衣劑，大量未銷售完的大豆種子既不能作為種子也無法用作商品豆，導致較大損失。耐儲藏品種可提高大豆種子活力，已成為大豆育種的重要目標。耐儲藏的大豆種質是培育抗性新品種的物質基礎，國內外在耐儲藏性鑒定方法與指標、種質篩選及遺傳研究方面均開展了一些研究，通過自然儲藏和人工老化鑒定已發掘出一批優良材料。大豆種子耐儲藏性受多種因素影響，其中遺傳因素起到重要作用。經典遺傳學研究表明耐儲性主要受多基因控制，近期通過分子標記定位分析，也發現較多的位點與耐儲藏性有關。我國南方地區溫濕度條件不適合大豆長期保存，選育耐儲藏大豆具有現實意義。目前相關研究較少，本試驗擬利用新近大豆育成品種（系）作為材料，研究自然條件下多年儲藏后大豆種子生活力遺傳變異情況，并開展QTL定位研究，為大豆耐儲藏遺傳育種研究提供有用材料與信息。

1材料與方法

1.1試驗材料

選用193份適合江淮地區種植的大豆育成品種（系）及其親本材料，其中包括南方夏大豆種質131份、黃淮夏大豆55份和國外引種材料7份（表1）。材料來自國家大豆改良中心大豆種質資源創新計劃中所育成的穩定品系及其部分親本，遺傳基礎較廣。

1.2試驗方法

1.2.1大豆種子儲藏方法 儲藏時大豆種子含水量約10%，種子用牛皮紙袋包裝，順序排在塑料種子箱中，堆放在南京農業大學國家大豆改良中心種子儲藏問，每年4—10月用空調控溫（20℃），其他時間按室溫條件保存，不控制濕度。2011年12月存放，2014年10月取出用于本研究。

1.2.2發芽試驗 儲藏3年種子發芽試驗：于2014年10月在國家大豆改良中心實驗室進行。每份材料設3個重復，每個重復40粒，精選籽粒完好、大小均勻的種子，在70%乙醇中滅菌10 s，經蒸餾水1次清洗3次淋洗，風干后用發芽紙包裹，放在盛有100 mL蒸餾水的250 mL塑料杯中，25℃條件下發芽5 d。調查的性狀包括發芽種子數、壞根種子數、壞子葉種子數，胚根超過1 cm的為發芽種子，胚根或子葉出現明顯腐爛、畸形的記為異常苗。分別計算發芽率（發芽種子數/總種子數×100%）和正常苗率[（總種子數一異常苗數）/總種子數×100%]；每個處理選6株有代表性的正常豆芽苗分別測量其根和芽的長度和鮮質量，計算單株平均值。

描述性統計、相關和方差分析采用SAS 9.2、Excel 2007等進行。

2結果與分析

2.1儲藏3年大豆種質群體發芽相關性狀表現

表2列出儲藏3年大豆種質群體發芽相關性狀表現，即供試材料發芽率、正常苗率及4個豆苗生長性狀的表現。方差分析表明供試材料在6個性狀上均存在極顯著差異。發芽率、正常苗率的廣義遺傳力分別為88.61%和86.34%，3個豆苗長度性狀的遺傳力不到50%，而豆苗鮮質量的遺傳力只有39.31%。這些性狀易受環境影響。

193份種質儲藏3年后種子的平均發芽率為60.09%，變幅為11.67%～95.00%，表明材料問存在很大的變異。該群體正常苗率平均值只有29.34%，變異系數達68.10%。豆苗長度及鮮質量性狀也存在較大的變異。

2.2發芽性狀與種子性狀間相關分析

從表3可見，供試材料發芽率與正常苗率呈極顯著正相關（r=0.824），正常苗率可作為衡量發芽能力的有效指標。發芽率與苗長（苗總長、苗莖葉長、苗根長）、苗質量問有顯著相關，與苗總長的相關系數為0.364，表明苗長性狀可部分反映發芽能力。發芽率與種子百粒質量、蛋白質含量呈極顯著負相關，與油脂含量則為極顯著正相關。正常苗率與各性狀間相關表現類似發芽率。其他性狀間，苗長與苗質量性狀問呈正相關，百粒質量與蛋白質含量間表現正相關，蛋白質含量與油脂含量問有高的負相關系數（-0.76）。

2.3耐儲藏大豆種質篩選與特性分析

為篩選出耐儲藏優良材料，分別按發芽率高于80%、正常苗率高于60%為指標對193份種質進行篩選，結合其他性狀表現，最后篩選出15份耐性材料（表4）。15份耐性材料儲藏3年的發芽率和正常苗率分別達88%和71%，遠高于群體平均的60%和29%，苗總長、苗質量也顯著高于總體平均值。耐儲藏大豆平均百粒質量為15.91 g，相對較小，但其中NJ255的百粒質量達26.24 g。NJ316的蛋白質含量可達46.5%，NJ233的油脂含量也有21.5%，表明可從耐儲藏大豆中選擇具有各類優質材料進行聚合育種。

3討論

迄今在水稻、玉米、油菜、花生等許多作物已開展耐儲藏性優異種質發掘與鑒評研究。吳方喜等采用人工老化方法對193份中國水稻微核心種質研究發現耐儲藏特性差異很大，可以從大量的種質資源中篩選出耐儲藏特性較好的種質用于育種。目前耐儲藏特性鑒定方法包括自然老化法和人工老化法，評價指標通常采用發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數等。胡國玉等選用遺傳差異相對較大的3個品種研究加速老化過程中大豆種子成苗率、發芽率、電導率及單株幼苗干質量的變化規律，提出溫度40℃、濕度85%條件下老化處理8 d，以種子發芽率為活力鑒定指標，可作為大豆種子抗老化性的鑒定方法。李小紅等則提出高溫高濕度老化法（45℃、99%濕度）處理8 d能鑒定出抗劣變的大豆品種。本研究采用發芽紙為基礎的發芽方法具有穩定方便特點，在發芽率指標基礎上，還發現正常苗率可作為耐儲藏性鑒定指標。苗長和苗質量也可反映種子活力，有利于反映田問真實出苗率。大豆耐儲藏特性鑒定方法和指標還需進一步研究。

目前世界號你保存17萬份大豆種質資源，為大豆遺傳育種奠定了良好的物質基礎。大豆資源耐儲藏能力不同，野生大豆因存在種皮不透水導致的“硬實”特點，其保存7年仍具有78.3%的發芽率和56.6%的出苗率。栽培大豆耐儲性相對較弱，一般室溫條件下貯藏2個生長季大豆種子的發芽率和出苗率會明顯降低。栽培大豆資源中耐儲藏性也存在較大差異。在我國南方春播大豆產區，由于種子成熟時期正處于高溫、高濕季節，收獲的種子劣變現象嚴重，導致種子萌發力下降，影響大豆生產效益。程春明等研究發現春大豆、秋大豆不同基因型問種子活力均存在顯著差異，春大豆品種種子活力較高的有湘春豆10號、油春99-34、浙春2號、贛豆4號等，秋大豆有南242、南99-10、贛豆1號等。高華偉等對87份北方春夏大豆材料進行鑒定，根據發芽勢、發芽率及發芽指數篩選出Clark、小黃豆等38份耐儲藏大豆種質，大部分為地方品種；還發現耐儲藏性與種皮色素沉積量呈正相關，與大豆籽粒大小呈負相關。本研究對江淮地區193份種質材料分析也發現種子耐儲藏性存在較大變異，南方、黃淮夏播大豆都有耐儲藏的優良品系，從中篩選出15份發芽率高于80%、正常苗率高于60%的耐性材料用于遺傳育種工作。