大豆主莖木質素積累規律分析

李艷燕，趙彩桐，齊陽陽，劉 明，張書瑞，劉志華，李文濱，姜振峰

(東北農業大學 大豆生物學教育部重點實驗室，農業部東北大豆生物學與遺傳育種重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150030)

木質素是苯丙烷衍生物通過化學鍵形成的次生代謝產物，廣泛存在于植物細胞壁，占植物細胞壁干質量的16%～35%[1-2]。木質素能夠提高細胞壁硬度、機械支持力、抗壓強度，還能促進機械組織形成，是影響細胞壁強度和莖稈抗倒伏性的關鍵因素[3-5]。水稻[6]、小麥[7]、蕎麥[8]、大豆[9]、燕麥[10]、油菜[11]的相關研究表明，木質素含量高的莖稈，其機械強度高，抗倒伏性強。小麥莖稈木質素研究結果表明，木質素在主莖底部第2節間的積累量和莖稈的抗折強度及抗倒伏指數呈正相關，是小麥植株在成熟期倒伏面積的負影響因子，表明提高小麥莖稈的木質素含量能改善莖稈的抗折力，進而增強小麥植株的抗倒伏性并且降低小麥倒伏風險[12]。甘藍型油菜主莖的木質素含量和莖稈抗折力間也呈顯著正相關關系，表明提高主莖木質素含量，能夠增加植物主莖的機械強度，進而改良莖稈的抗折性[13]。另外，主莖型甜蕎木質素含量和莖稈抗倒伏性密切相關，高抗倒伏品種在各生育時期的木質素含量和莖稈抗折力都高于抗倒伏較低的其他品種[14]。植物莖稈木質素含量受酶活性調控。小麥莖稈木質素合成相關酶的活性變化影響木質素含量，最終導致抗折力和抗倒伏指數變化[15]。青稞抗倒伏品種的主莖較短，4-香豆酸：輔酶A連接酶(4CL)、肉桂醇脫氫酶(CAD)和苯丙氨酸轉氨酶(PAL)活性較高，主莖中的木質素積累較多，莖稈抗折力提高，抗倒伏能力改善[16]。

大豆節間的木質素含量能夠增強植株中細胞壁強度和莖稈的抗彎折力，為植株提供結構支持[17]。因此，大豆節間的木質素含量是影響抗倒伏性的重要因素，是大豆抗倒伏性強弱的重要生理指標，是保證大豆產量的重要性狀。前人研究了木質素的合成、在植物體內分布情況、木質素合成酶基因家族功能等[17]，但對木質素在大豆節間的積累規律、木質素合成酶基因的表達模式及代謝物積累規律并不明確。因此，本研究通過測定大豆節間4CL、PAL、CAD這3種木質素合成關鍵酶活性以及木質素含量，明確大豆節間木質素積累規律，旨在為深入理解木質素積累與抗倒伏間關系以及調控大豆植株表型提供參考依據，為農業生產上判斷大豆生長關鍵節點并采取有針對性的調控措施提供理論基礎，為抗倒伏高產大豆新品種培育提供理論支持。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

大豆品種Charleston由東北農業大學大豆研究所提供。Charleston為有限生長習性，適合窄行密植栽培，分枝較多，抗倒伏性較強[18-20]，但是高密度種植條件導致植株節間明顯伸長，植株抗倒伏性明顯降低[21]，是分析大豆主莖木質素相關指標在密度影響下變化規律的適合材料。

1.2 試驗方法

1.2.1 材料播種 木質素染色和含量相關酶及含量分析材料：試驗地點設在東北農業大學盆栽場(東經126.68°，北緯45.72°)。選取盆栽場內陽光無遮擋地塊作為試驗用地，保證光照充足均勻。2019年5月20日，將種子均勻點播在40 cm直徑盆栽桶內，根據黑龍江南部和北部地區大豆主栽品種的種植密度選定株數。每個品種分別按照20，35株/m2篩選長勢一致的幼苗10株分別掛牌標記。生長期間，采用人工定量澆灌的方式供應水分，保證植株正常生長發育。

基因表達和代謝物含量分析材料：將種子在75%乙醇(V/V)中滅菌，種在裝滿黑土的缽中放在培養箱至第1個三出復葉完全展開，培養箱光照條件為光照16 h，黑暗8 h；光照溫度為30 ℃，黑暗為20 ℃，光強為500 μmol/(m2·s)。取至少10株沒有葉和葉柄的主莖作為1個樣品。收獲大豆AS(帶有少量幼葉)、EZ(1 cm的莖距AS切取0.5 cm)和MZ(從次生區域至下一個節點切取0.5 cm)的樣品，在液氮中迅速冷凍，然后儲存在-80 ℃進行后續分析。

1.2.2 木質素含量測定 參照任夢露[22]的方法，采用紫外分光光度計法測定木質素含量。取大豆植株的第2～6段主莖，稱取每個莖段總質量，然后稱0.1 g鮮樣放入研缽中(若質量多于所需要求，需從上至下均勻減取，若少于所需質量，則重新選取樣品)。加入適量石英砂和95%乙醇，研磨至勻漿后轉移到2 mL離心管中，經4 500 r/min離心10 min，倒出上清液，收取沉淀。在EP管中加入適量的95%乙醇清洗沉淀物3次，再用乙醇∶正己烷=1∶1(V/V)的混合液沖洗3次，收取沉淀物，將沉淀物放入通風櫥中等待其徹底干燥。在裝有干燥沉淀物的EP管中加入0.2 mL 25%的溴乙酰(冰醋酸配置)溶液溶解，蓋好EP管蓋，將其置于70 ℃水浴鍋中保溫30 min，每10 min顛倒混勻1次，保證藥品與沉淀充分接觸。加入0.16 mL 2 mol/L NaOH 終止反應。再加入2 mL冰醋酸和0.04 mL 7.5 mol/L的鹽酸羥胺，混合均勻。放入離心機中轉速4 500 r/min離心5 min，取上清液0.1 mL，加入3.0 mL冰醋酸稀釋。在OD280nm處測定吸收值，以OD280/g表示木質素含量(以鮮質量計)。

1.2.3 間苯三酚染色 取Charleston主莖形態學上端至下端的1，2，3節，在每個莖段的上、中、下3個位置進行徒手切片，將切取的橫切面薄片放置于載玻片上。在薄片上滴加1%間苯三酚溶液(95%乙醇配置)，染色2 min。再滴加25% HCl顯色2 min。將顯色完成的樣品放置于顯微鏡下觀察并拍照。

1.2.4 4-香豆酸：輔酶A連接酶(4CL)活性(以鮮質量計)測定 樣本制備：分別取Charleston主莖第2～4節約0.135 g，加入1 mL提取液(購自蘇州格銳思生物科技有限公司)在冰浴條件下研磨勻漿。將磨碎的組織放入4 ℃預冷的高速冷凍離心機中，于12 000 r/min程序下離心10 min；離心完成后迅速吸取上清液，將上清液放置于冰上待測。活性檢測：將預熱30 min的紫外分光光度計波長調節至333 nm，并用蒸餾水調零。所有試劑放置于室溫中。在1 mL石英比色皿中按照表1依次加入試劑。

表1 4CL活性測定方法Tab.1 Method procedure for 4CL activity

將藥品混勻后，立即將樣品于室溫(25 ℃)條件下放入紫外分光光度計中，于333 nm處讀取吸光值A1，50 min后再讀取A2，ΔA=A2-A1。

4CL(U/g)=ΔA÷(W×V1÷V) ÷0.01÷T

①

式中，V為加入的提取液體積(mL)；V1為加入樣本體積(mL)；T為反應時間(min)；W為樣本質量(g)。

1.2.5 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性(以鮮質量計)測定 樣本制備：分別取Charleston主莖第2～4節約0.135 g，加入1 mL提取液(購自蘇州格銳思生物科技有限公司)在冰浴條件下研磨勻漿。將磨碎的組織放入4 ℃預冷的高速冷凍離心機中，12 000 r/min離心10 min；迅速吸取上清液，放置于冰上待測。上機檢測：將預熱30 min的紫外分光光度計波長調節至290 nm，并用蒸餾水調零。

PAL(U/g)=ΔA÷(W×V1÷V)÷0.01÷T

②

式中，V為加入提取液體積(mL)；V1為加入樣本體積(mL)；T為反應時間，(min)；W為樣本質量(g)。

1.2.6 肉桂醇脫氫酶(CAD)活性(以鮮質量計)測定 樣本制備：分別取Charleston主莖第2～4節約0.135 g，加入1 mL提取液(購自蘇州格銳思生物科技有限公司)，在冰浴條件下研磨勻漿。將磨碎的組織放入4 ℃預冷的高速冷凍離心機中，12 000 r/min離心15 min。離心完成后迅速吸取上清液，放置于冰上待測。檢測：將紫外分光光度計波長調節至450 nm，設定溫度37 ℃，用蒸餾水調零，所有試劑放在37 ℃金屬浴中預熱5 min。

CAD(U/g)=((ΔA-0.007 4)÷2.434 3×V1×103)÷(W×V1÷V)÷T

③

式中，V為加入提取液體積(mL)；V1為加入樣本體積(mL)；T為反應時間(min)；W為樣本質量(g)。

1.2.7 大豆主莖代謝物和基因表達分析 大豆主莖代謝物和基因分析：具體方法見Jiang等[23]。樣品在30 Hz下冷凍研磨(MM 400，Retsch)后在4 ℃下萃取過夜(1.0 mL 70%的甲醇水溶液)。然后將提取物用CNWBOND Carbon-GCB SPE柱(ANPEL，250 mg，3 mL，中國上海)吸收并過濾(SCAA-104，0.22 μm孔徑；ANPEL，中國上海)。將樣品提取物注射到LC-ESI-MS/MS系統(API 6500 QTRAP LC/MS/MS System，美國熱電)鑒定代謝物。根據質譜結果計算每個樣品的峰面積。以對數2倍變化(FC)公式計算AS和EZ之間或EZ和MZ之間的峰面積比值，以比較鑒定出的代謝物的豐度差異。公式為log2FC=log2B-log2A，值>1.5為差異顯著，B和A代表在大豆莖的3個部分中鑒定出的代謝產物。

大豆主莖基因分析：具體方法見Jiang等[23]。用熱酚法提取大豆莖RNA，送北京諾禾致源有限公司進行轉錄組測序，分析結果。

1.3 數據分析

用Excel 2010和SPSS 19.0軟件進行數據處理和圖表分析。用Photoshop 7.0軟件進行圖片處理。

2 結果與分析

2.1 大豆主莖節間的間苯三酚染色分析

2.1.1 高密度處理下主莖節間的染色分析 因大豆主莖同時處于生長狀態的節段一般只有3節，因此本研究選取高密度處理下Charleston(CH)品種形態學從上向下的第1，2，3節主莖，并在每節的上、中、下3個位置進行切片取樣，選取平整的薄片進行間苯三酚染色，在顯微鏡下觀察并拍照(圖1)。

A、B、C分別為第1節莖段的上、中、下3個部位染色結果；D、E、F分別為第2節莖段的上、中、下3個部位染色結果；G、H、I分別為第3節莖段的上、中、下3個部位染色結果。圖2同。

結果顯示，Charleston莖中的木質素被染成紅色，間苯三酚染色的顏色越深，則對應的木質素含量越高。從圖1可以看出，莖中木質素存在的木質部位置，顯示大豆主莖由生長點向下逐漸木質化的規律。從圖中可明顯觀察到莖中木質素含量顏色變化，即同一莖段上部顏色比下部顏色淺，形態學上端莖段比下端莖段顏色淺；染色范圍從上至下逐漸增加，即主莖木質素含量從上至下逐漸升高。

2.1.2 低密度處理下主莖節間的染色分析 同一莖段木質素的染色結果由上至下顏色逐漸加深，形態學上端莖段比下端莖段顏色淺，染色范圍從上至下逐漸增加，即主莖木質素含量從上至下逐漸升高(圖2)。比較高密度和低密度處理下Charleston主莖間苯三酚染色結果，可以看出從顏色深淺及染色范圍判斷，木質素含量CL>CH，此結果與木質素含量測定結果一致。

圖2 低密度處理下Charleston主莖間苯三酚染色Fig.2 Resorcinol staining results of stem of Charleston under low density condition

2.2 主莖節間木質素含量分析

高密度處理(CH)莖中木質素含量(以鮮質量計)由莖2～莖6依次升高，分別為1.334，2.259，2.493，3.392，4.083 OD280/g；低密度處理(CL)莖中木質素含量由莖2～莖6依次升高，分別為1.481，2.475，2.588，3.049，4.191 OD280/g(圖3-A)。早期試驗結果表明，形態學上部第3節的主莖發育變化最明顯，可以分為伸長區(EZ)和成熟區(MZ)[21]，因此，本研究對第3節進行了分析，結果表明，莖3中木質素含量MZ>EZ(圖3-B)。木質素與莖稈的強度和抗倒伏能力密切相關。

A.Charleston不同節間木質素含量：CH.高密度Charleston，CL.低密度Charleston；B.莖3中EZ、MZ中木質素含量：EZ.細胞伸長區，MZ.次生細胞壁成熟區，HⅢ.高密度處理下DN594莖3，LⅢ.低密度處理下Charleston莖3。圖中不同小寫字母表示差異顯著(Duncan′s法，P<0.05)。圖4—6同。

2.3 主莖節間木質素合成相關酶基因代謝產物分析

大豆主莖木質素代謝途徑產物，如松柏醛和松柏醇，在頂芽(AS)中顯示最低的豐度，與松柏醇相關的酶基因CCR在MZ與EZ中表達并無顯著差異，而直接參與催化合成松柏醛的CAD基因表達量，在次生細胞壁成熟區(MZ)中高于細胞伸長區(EZ)中表達量，并且從EZ到MZ逐漸升高，表明從松柏醛到松柏醇的代謝活性活躍在大豆莖的整個生長發育過程。除此之外，肉桂酸在AS中豐度高于EZ，3個相關酶基因差異表達較為明顯，其中Glyma.13g145000、Glyma.20g180800表達量在MZ中高于EZ，EZ中Glyma.03g181600的表達量高于MZ，說明PAL同時由多個表達方向的基因共同調控(表2)。

表2 高密度條件下苯丙烷合成途徑代謝物含量及顯著表達基因Tab.2 Metabolite content of phenylpropane synthesis pathway and related genes under high density conditions

2.4 主莖節間木質素合成相關酶基因表達量及酶活性分析

2.4.1PAL基因表達量及酶活性分析 高密度處理下，主莖第3節差異表達PAL基因中，Glyma.20g180800在MZ中的表達量比EZ高3.93倍，Glyma.13g145000在MZ的表達量比EZ高12.69倍。Glyma.03g181600在EZ的表達量比MZ高8.32倍。總體看來，多數PAL基因在MZ表達量高于EZ(圖4-A)。

如圖4-B所示，低密度處理下莖中PAL活性(以鮮質量計)顯著高于高密度處理(P<0.05)，高密度處理下莖2～莖4中PAL活性分別為15.563，51.379，61.047，63.054 U/g ；低密度處理下莖2～莖4中PAL活性分別為60.364，93.052，99.383，108.711 U/g，差異顯著。高密度處理下莖中PAL活性隨著莖的生長發育不斷升高，莖Ⅲ1中酶活性比莖Ⅱ高230.13%，莖Ⅲ2中酶活性比莖Ⅲ1高18.82%，莖Ⅳ中酶活性比莖Ⅲ2高3.29%。莖2中酶活性最低，莖4中酶活性最高。莖2與莖Ⅲ1中酶活性差異最大，后期活性增長較慢。低密度處理下莖中PAL活性隨著莖的生長發育不斷升高，莖Ⅲ1中酶活性比莖Ⅱ高54.15%，莖Ⅲ2中酶活性比莖Ⅲ1高6.80%，莖Ⅳ中酶活性比莖Ⅲ2中高9.39%。莖2中酶活性最低，莖4中酶活性最高。莖2與莖Ⅲ1中活性差異最大，后期活性增長較慢。整體看來，2個密度處理下莖中PAL活性變化規律較為一致，反映出莖中PAL活性變化規律，并且高密度處理下第3節莖中PAL活性存在差異，與基因的差異表達相對應。

A.高密度處理下Charleston第3節莖EZ、MZ中PAL基因表達量；B.高低密度處理下Charleston莖中PAL活性：Ⅱ.第2節間，Ⅲ1.第3節間EZ，Ⅲ2.第3節間MZ，Ⅳ.第4節間。圖5—6同。A.PAL gene expression levels of EZ and MZ in stem of Charleston section 3 under high density treatment；B.PAL activity in stem of Charleston treated with high and low density：Ⅱ.The second internode，Ⅲ1.The third internode EZ，Ⅲ2.The third internode MZ，Ⅳ.The fourth internode.The same as Fig.5—6.

2.4.24CL基因表達量及酶活性分析 在高密度處理下主莖第3個節間中，Glyma.13g372000在MZ的表達量比EZ高3.53倍，Glyma.17g064600在MZ的表達量比EZ高1.17倍。Glyma.13g095600在MZ與EZ中表達量無顯著差異。總體看來，4CL基因在MZ表達量高于EZ(圖5-A)。

A.高密度處理下Charleston第3節莖EZ、MZ中4CL基因表達量；B.高低密度處理下Charleston莖中4CL活性。A.4CL gene expression levels of EZ and MZ in stem of Charleston section 3 under high density treatment；B.4CL activity in stem of Charleston treated with high and low density.

低密度處理下莖中4CL活性(以鮮質量計)顯著高于高密度處理(圖5-B)(P<0.05)，高密度處理下莖2～莖4中4CL活性分別為2.162，3.474，4.494，7.178 U/g；低密度處理下莖2～莖4中4CL活性分別為2.742，4.911，4.097，8.076 U/g，莖Ⅲ中差異顯著。高密度處理下莖中4CL活性隨著莖的生長發育不斷升高，莖Ⅲ1中酶活比莖Ⅱ高60.67%，莖Ⅲ2中酶活比莖Ⅲ1高5.78%，莖Ⅳ中酶活性比莖Ⅲ2高1.05倍。莖2中酶活性最低，莖4中酶活性最高。莖Ⅳ與莖Ⅲ2中酶活性差異最大，后期酶活性增長較快。低密度處理下莖的中4CL活性隨著莖的生長發育不斷升高，莖Ⅲ1中酶活比莖Ⅱ高79.08%，莖Ⅲ2中酶活比莖Ⅲ1高-16.56%，莖Ⅳ中酶活性比莖Ⅲ2高97.10%。莖2中酶活性最低，莖4中酶活性最高。莖Ⅳ與莖Ⅲ2中酶活性差異最大，后期活性增長較快。整體看來，2個密度處理下莖中4CL活性變化規律基本一致，同時也與基因的表達結果相符合。

2.4.3CAD基因表達量及酶活性分析 高密度處理下主莖第3個節間中，Glyma.15g059500在MZ的表達量比EZ表達量高66.00%，Glyma.20g128600在MZ的表達量比EZ高248.75%。Glyma.14g221200在EZ中有少量表達(圖6-A)。

觀察酶活性結果(圖6-B)可知，低密度處理下莖中CAD活性(以鮮質量計)高于高密度處理，高密度處理下莖2～莖4中CAD活性分別為0.522，0.599，0.648，1.156 U/g；低密度處理下莖2～莖4中CAD活性分別為0.628，0.817，1.122，1.522 U/g，Ⅱ和Ⅲ2節段差異顯著。單獨觀察2個密度處理下莖中CAD活性，高密度處理下莖的中CAD活性隨著莖的生長發育不斷升高。莖Ⅲ1中酶活比莖Ⅱ高14.75%，莖Ⅲ2中酶活比莖Ⅲ1高8.17%，莖Ⅳ中酶活性比莖Ⅲ2高78.31%。莖2中酶活性最低，莖4中活性最高。莖Ⅳ與莖Ⅲ2中酶活性差異最大，后期活性增長較快。低密度處理下莖中PAL活性隨著莖的生長發育不斷升高，莖Ⅲ1中酶活比莖Ⅱ高30.17%，莖Ⅲ2中酶活比莖Ⅲ1高37.33%，莖Ⅳ中酶活性比莖Ⅲ2高35.61%。莖2中酶活性最低，莖4中酶活性最高。莖Ⅲ1與莖Ⅲ2中酶活性差異最大，后期活性增長較快。整體看來，2個密度處理下Charleston莖中CAD活性變化規律較為一致，與基因表達結果相符合。

A.高密度處理下Charleston第3節莖EZ、MZ中CAD基因表達量；B.高低密度處理下Charleston莖中CAD活性。A.CAD gene expression levels of EZ and MZ in stem of Charleston section 3 under high density treatment；B.CAD activity in stem of Charleston treated with high and low density.

3 結論與討論

大豆倒伏無法使用機械收割，產生的經濟損失不容小覷。大豆抗倒伏能力與基部節間的健壯程度密切相關。基部節間的形態結構與內在物質含量影響抗倒性能，但化學成分是影響的內在原因。木質素是植物細胞壁重要組成成分，不僅發揮著防止水分和營養物質滲出細胞以外的作用，還決定著細胞硬度和強度。崔海巖等[24]研究中指出，木質素直接影響莖稈強度，高抗倒伏品種木質素含量和抗彎折能力均大于中抗倒伏品種和易抗倒伏品種。袁圓等[25]研究表明，木質素含量增加，油菜抗倒性能較好，較高的木質素含量改善了莖稈的組織結構，提高抗倒性達到增產效果。

種植密度是影響大豆產量和抗倒伏性的關鍵因素。種植密度過大，大豆株高增加，重心高度上移，莖稈細軟，大豆抗倒伏能力下降。低密度有助于大豆抗倒伏性能增加。本研究通過比較大豆品種種植密度在20，35株/m2下的木質素含量發現，低密度處理主莖中的木質素含量比高密度處理高。低密度大豆更耐倒伏。邵慶勤等[26]研究指出，同一品種小麥種植密度增加后，株高、重心高度均增加，莖稈中木質素含量降低，莖稈機械程度下降，倒伏指數增加，倒伏程度加大。木質素含量的多少與植株的抗倒伏息息相關，高含量的木質素更耐倒伏[14]。熊淑萍等[27]研究認為，莖稈中的內含物組成和比例是改善莖稈抗倒伏性能的重要原因。本研究結果支持這一結論，因為大豆發育節間的木質素從形態學上端到下端逐漸升高，通過提高大豆發育莖中的木質素基因表達量，提高大豆莖稈中的木質素含量，最終提高高密度大豆莖稈抗倒伏性，達到增加產量的目的。

大豆植株主莖中木質素含量受木質素合成途徑中的多種酶調控。木質素合成的關鍵酶基因多以基因家族形式存在，同一基因家族中的酶基因在同一物種植株的相同部位表達存在差異，同一基因在同一物種的不同組織和器官中的表達情況也不盡相同。如PAL基因家族中PAL1、PAL2、PAL3在擬南芥中表達的情況為AtPAL1和AtPAL2均在根、莖和葉中表達，但AtPAL2的表達量低于AtPAL1，而AtPAL3只在生長10 d的幼苗和成熟植物根中表達[28]。PAL家族在不同組織和器官中差異表達這一現象在水稻和大豆中得到了證明[29-30]。本研究的PAL基因在大豆發育節間的伸長區和成熟區不完全同向表達。對高密度處理下第3節莖的轉錄組測序結果顯示，GmPAL的3個酶基因中有2個在MZ中表達量高于EZ，1個基因在EZ中表達量高于MZ。對不同密度處理下主莖進行PAL、4CL、CAD活性分析顯示，主莖中3種酶活性從上至下、從EZ到MZ依次升高，木質素含量從上至下、從EZ到MZ依次升高，說明16個在MZ中表達量顯著高于EZ的木質素合成酶基因對于酶活性起到了正調控作用，并且木質素含量與酶活性呈正相關。同時，個別酶基因如PAL基因也受到了表達情況相反基因的調控，但是沒有影響到最終酶活性和木質素含量結果，因此，基因的具體調控方式有待繼續深入研究。同時也表明了大豆主莖的木質素含量調控的復雜機制。

木質素酶基因表達影響木質素合成相關酶活性，進而影響木質素含量。PAL、CAD這2種酶活性與木質素含量直接相關。降低了PAL活性后發現植物體內木質素含量和G型單體含量均降低，導致單體含量S/G值上升[31]；耿丹[32]通過對小麥中肉桂醇脫氫酶基因克隆及序列研究發現，CAD基因表達量增加，莖稈木質素含量升高，小麥抗倒伏性隨之增強。因此PAL、CAD這2種酶活性對木質素含量均為正向調控。

在本研究中僅設置了高密度與低密度2個處理，其最適密度下大豆莖稈中的木質素含量和抗彎折能力與抗倒伏關系沒有呈現出來。但研究表明，低密度下的大豆莖稈中木質素含量較高，抗倒伏能力較強，研究結果對大豆生產有指導意義。

本研究選用Charleston為研究材料，對木質素積累方面進行分析比較，得出以下結論：大豆植株中木質素含量由植株上端到下端逐漸升高，低密度處理下大豆莖中木質素含量高于高密度處理。無論是高密度還是低密度處理，大豆單一節間(莖3)木質素含量均為MZ>EZ。低密度處理莖中PAL、CAD 2種酶活性高于高密度，酶活性和基因表達量對應。