耐低溫大豆品種（系）的篩選與研究

蓋志佳 張敬濤 劉婧琦 蔡麗君 杜佳興 陳 磊

（1黑龍江省農業科學院博士后科研工作站，哈爾濱 150086；2黑龍江省農業科學院佳木斯分院，佳木斯 154007）

大豆耐冷涼，是黑龍江省重要的油料作物，是植物油和植物蛋白來源最為豐富的作物。黑龍江省為大陸性季風氣候，春秋兩季氣溫變化較大，農作物的生長容易發生冷害。大豆冷害減產原因可分為3個類型：延遲型冷害、障礙型冷害和生育不良型冷害[1]。根據大豆對低溫的反應將栽培大豆分為耐冷型、中抗型和敏感型[2]。大豆耐低溫萌發是一個復雜過程，其萌發特性前人已進行了有益探索[3-7]，但是關于耐低溫大豆品種的篩選試驗研究較少。如何為寒地大豆生產篩選出適宜的耐低溫大豆品種是亟待解決的問題。本試驗旨在篩選低溫脅迫下發芽速率快、發芽率高的大豆品種，研究結果可為育種家育種提供抗冷性強的親本資源，以及為黑龍江省大豆生產選種提供參考依據，大面積推廣應用耐低溫品種可有效降低低溫冷害對大豆產量的影響，有利于黑龍江省冷涼區大豆生產與發展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 試驗于2017年在黑龍江省農業科學院佳木斯分院三江平原主要作物育種栽培重點實驗室進行。選用11個大豆品種（系）進行耐低溫性篩選，篩選出耐冷型、中抗型及敏感型大豆品種（系），不同大豆品種（系）的特征特性見表1。

表1 不同大豆品種（系）特征特性

1.2 試驗設計

1.2.1 種子處理 參試大豆種子進行發芽前處理，把100粒種子浸于5%次氯酸鈉溶液中30s，然后用無菌水沖洗2次，置于消毒的培養皿中。加適量的蒸餾水，培養皿事先放2層濾紙，常溫下吸脹12h。

1.2.2 低溫處理與調查 種子吸脹后換蒸餾水，放恒溫光照培養箱（HPG-280HX型）中，6℃恒溫，無光照，每隔3d沖洗并換蒸餾水1次，以防止發霉。如果發現發霉，立即去掉霉絲并沖洗。分別在恒溫培養箱中培養的第8天、第11天、第14天、第19天調查發芽數量。當參試種子有一半發芽率達50%以上時，則把這一天確定為最佳調查時間。將相同試驗材料在25℃恒溫、無光照培養作為對照，種子處理方法和調查與低溫處理一致。每個處理3次重復。按如下公式計算相對發芽率。

相對發芽率的耐低溫性分級標準：相對發芽率≥85.0%為耐冷型（R）；相對發芽率50.0%～85.0%為中抗型（M）；相對發芽率≤50.0%為敏感型（S）。

1.3 數據處理 數據處理采用Excel 2003與DPS v7.0進行統計與分析。

2 結果與分析

2.1 不同大豆品種（系）發芽率調查分析 對不同大豆品種（系）的發芽率進行方差分析，結果表明品種對25℃和6℃發芽率影響達到顯著水平（P＜0.05）。

從表2可知，在恒溫25℃條件下，不同大豆品種（系）發芽率均在85.0%以上。在發芽第8天，不同大豆品種（系）發芽率在85.0%以上，金源55、合農60發芽率達到最大值，且金源55與合農60發芽率差異達到顯著水平，其他品種（系）的發芽率在第11天達到最大值。在發芽第8天，合豐55、黑農64、黑農48、佳0805A-12之間發芽率差異不顯著，但是與其他品種（系）之間差異顯著；佳密豆6號、佳2174-26、佳2330-1、佳0812-14、合豐50之間發芽率差異不顯著，但是與其他品種（系）差異顯著。在發芽第11天，黑農64、黑農48、佳密豆6號、佳2330-1之間發芽率差異不顯著，但是與其他品種（系）差異顯著；合豐50、佳0812-14、佳2174-26之間發芽率差異不顯著，但與其他品種（系）差異達到顯著水平。

表2 不同大豆品種（系）25℃發芽率 （%）

從表3可知，低溫6℃脅迫下，隨著天數增加不同大豆品種（系）的發芽率逐漸增加；發芽第8天，所有大豆品種（系）的發芽率均在50.0%以下，其中金源55發芽率最高為48.0%，其次是合農60為44.0%，再次是佳密豆6號為37.3%，黑農48發芽率最低為14.7%；在發芽第11天、第14天及第19天均表現出類似的規律。在發芽第11天有3個品種（系）的發芽率超過50.0%；在發芽第14天有8個品種（系）的發芽率超過50.0%，超過一半參試材料發芽率達到50.0%以上，所以把第14天作為最佳調查時間。

6℃低溫發芽第14天，合農60、佳密豆6號及金源55之間的發芽率差異達到顯著水平，且這3個品種（系）與其他品種（系）之間差異達到顯著水平；佳2330-1與佳0812-14之間發芽率差異不顯著，但與其他品種（系）之間差異顯著；佳2174-26與合豐55之間發芽率差異不顯著，但與其他品種（系）發芽率之間差異顯著；佳0805A-12與黑農48之間差異不顯著，但與其他品種（系）之間差異顯著。

表3 不同大豆品種（系）6℃發芽率 （%）

2.2 相對發芽率與抗冷性 參試的11個大豆品種（系）中耐冷型品種有2個，分別為合農60與金源55；敏感型品種1個，為黑農48；其他8個為中抗型品種（系）。此外，試驗表明采用相對發芽率作為抗冷性指標，可增加試驗結果的可靠性，減少由品種自身引起的誤差，但同時也增加了1個對照試驗（25℃）。

從表4可知，在6℃低溫條件下，隨著發芽時間的延長，各品種（系）的相對發芽率呈逐漸上升的趨勢。多重比較結果表明，在低溫發芽第8天，各品種（系）之間的相對發芽率達到顯著水平，其中金源55相對發芽率最高，且顯著高于其他各品種（系）；低溫發芽第11天，佳2330-1、合豐55及黑農64之間相對發芽率差異不顯著，但與其他品種（系）之間差異達到顯著水平，此時金源55相對發芽率最高，其次是合農60，再次是佳密豆6號；低溫發芽第14天，金源55、合農60相對發芽率最高，二者之間差異不顯著，但顯著高于其他各品種（系）；佳0805A-12、合豐50之間的相對發芽率差異不顯著，但與其他品種（系）差異顯著；低溫發芽第19天，金源55相對發芽率最高，其次是合農60，2個品種相對發芽率均達到90%以上，且顯著高于其他各品種（系）。

表4 不同大豆品種（系）6℃相對發芽率 （%）

2.3 種子大小、化學特性與抗冷性的關系 參試的大豆品種（系）百粒重、蛋白質及脂肪含量見表1。6℃下發芽的最佳調查時間為低溫處理14d，將這一時期相對發芽率與大豆百粒重、脂肪含量、蛋白質含量之間進行相關分析（表5）。結果表明，相對發芽率與大豆百粒重之間呈顯著負相關，相關系數為-0.59，即百粒重小的大豆種子耐低溫性較好；相對發芽率與脂肪含量及蛋白含量之間呈正相關，但不顯著，相關系數分別為0.14和0.25。

表5 大豆品種（系）百粒重、蛋白質含量及脂肪含量與相對發芽率相關分析

3 結論與討論

試驗結果表明，從11個大豆品種（系）中篩選出耐冷型大豆品種2個，分別為金源55與合農60；敏感型品種1個，為黑農48；中抗型品種（系）8個。耐低溫大豆品種的篩選不但有利于低溫年大豆生產，提高大豆抗冷性，確保大豆穩產，而且有利于大豆免耕技術的推廣，因為相同條件下免耕土壤較常規壟作土壤溫度低[8]。本試驗篩選出的耐低溫大豆品種金源55、合農60適宜密植栽培，可配套窄行密植免耕技術，有利于窄行大豆免耕技術的推廣與應用。

6℃下發芽的最佳調查時間為低溫處理14d，這與李育軍等[2]鑒定大豆抗冷最佳調查時間為低溫處理13～14d相一致。以相對發芽率作為耐冷指標，可減少由品種自身引起的誤差，較發芽率更為可靠。此外，本研究指出大豆抗冷性與百粒重呈顯著負相關關系，這與李育軍等[2]研究結果一致；與蛋白含量、脂肪含量相關性不顯著，但是李育軍等[2]認為脂肪含量與大豆抗冷性顯著負相關。因此，關于大豆抗冷與脂肪含量相關性的研究有待深入。同時，本試驗選擇的品種少，篩選出耐低溫大豆品種資源僅為2份，今后有必要深入開展試驗以便篩選出更多耐低溫大豆種質資源，為黑龍江省大豆生產及大豆免耕技術推廣提供品種參考與保障，實現黑龍江省大豆產業持續健康發展。

[1] 王金陵．中國東北大豆[M]．哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1998：96-99

[2] 李育軍，趙玉田，常汝鎮．大豆萌發期對6℃低溫的反應[J]．大豆科學，1990，9（2）：136-144

[3] Tyagi S K，Tripathi R P．Effect of temperature on soybean germination[J]．Plant and Soil，1983，74（2）：273-280

[4] 張思河，王萍，馬淑英．三個熟期類型大豆種子萌發進程中耐冷性的比較 [J]．大豆科學，2000，19（3）：218-222

[5] 馬淑英，尹田夫．低溫對不同耐冷大豆萌發種子游離脯氨酸變化的影響 [J]．吉林農業科學，1998（4）：88-90

[6] 胡俊杰，張古文，胡齊贊．低溫脅迫對菜用大豆生長、葉片活性氧及多胺代謝的影響 [J]．浙江農業學報，2011，23（6）：1113-1118

[7] Sknudlik G，Baczek R，Koscieliak J．The effect of short warm breaks during chilling on photosynthesis and the activity of antioxidant enzymes in plants sensitive to chilling[J]．Journal of Agronomy，2000：184-233

[8] 張敬濤，劉婧琦，趙桂范．免耕栽培不同秸稈覆蓋量下土壤溫度變化研究 [J]．中國農學通報，2015，31（27）：224-228