菜用大豆和普通大豆叶片内源激素活性对钾素营养响应的差异研究

以菜用大豆品系121、中科毛豆1号和普通大豆东生7号为材料,采用酶联免疫吸附法,在正常施用氮肥和磷肥的基础上,施用不同的钾肥(K0:不施钾肥;K1:K_2SO_4120 kg·hm~(-2);K2:K_2SO_4120 kg·hm~(-2)并在花期和荚期喷施1%K_2SO_4叶面肥),研究了菜用大豆与普通大豆籽粒形成期叶片中内源激素的活性变化,结果表明:开花后28~56 d菜用大豆和普通大豆叶片中内源激素IAA、GA、ZR和ABA的变化动态差异明显,其中GA和ZR的变化动态趋势相反。施用钾肥提高菜用大豆叶片中IAA、GA和ZR的含量(K2K1K0),降低ABA的含量(K0K1K2),普通大豆叶片中IAA、GA和ZR的含量对钾肥施用的响应与菜用大豆不同(K1K2K0),但是钾肥施用对菜用大豆和普通大豆叶片中ABA含量的影响一致(K0K1K2)。施钾提高了菜用大豆和普通大豆籽粒形成期叶片中IAA/ABA,GA/ABA和ZR/ABA的比值,可能是提高大豆产量和改善品质的部分生理机制。     

不同粒重大豆籽粒蛋白质、脂肪及可溶性糖积累动态

【目的】 研究粒重不同大豆籽粒蛋白质、脂肪和可溶性糖在籽粒灌浆过程中积累动态差异及生理机制,为不同用途大豆的栽培和选育提供理论依据。【方法】 选取百粒重分别为7.13、20.21和30.54 g左右的小粒大豆、普通大豆和大粒大豆为材料,测定关键生育期叶片光合速率,分析3种大豆籽粒形成过程中干物质重、蛋白质、脂肪和可溶性糖浓度变化以及相互关系。【结果】 小粒大豆叶片光合高峰持续期短,且高峰期比普通大豆和大粒大豆提前10 d。鼓粒前期(0~20 d)小粒大豆籽粒所积累干物质达到最终干物质重的82%,而普通大豆和大粒大豆分别为49%和66%;整个鼓粒期,大粒大豆籽粒中可溶性糖含量显著高于普通大豆和小粒大豆,普通大豆籽粒中蛋白质浓度显著低于小粒大豆和大粒大豆;籽粒发育前期,小粒大豆和大粒大豆的脂肪积累速率明显高于普通大豆。鼓粒前期,3种大豆籽粒干物质重与可溶性糖呈正相关,后期呈显著负相关;普通大豆和大粒大豆脂肪浓度与干物质重呈显著正相关,大粒大豆脂肪浓度与可溶性糖和蛋白质浓度均呈显著负相关,小粒大豆的蛋白质、脂肪和可溶性糖浓度相关性不显著。【结论】 粒重不同大豆籽粒蛋白质、脂肪和可溶性糖含量差异明显;鼓粒前期是小粒大豆籽粒干物质积累的快速期和关键期,对籽粒的物质积累至关重要,而鼓粒后期对普通大豆和大粒大豆的物质积累同样重要。     

钾肥施用对菜用大豆生殖生长期可溶性糖含量及产量的影响

菜用大豆籽粒可溶性糖含量是评价其食用品质的重要指标,为探究钾素影响菜用大豆"源"、"库"端可溶性糖转化关系,在正常氮、磷种肥施用基础上,以菜用中科毛豆1号和品系121为材料,进行不施钾(K0)、种肥施钾120kg·hm-2(K1)以及种肥施钾120 kg·hm-2+花期和结荚期两次喷施钾叶面肥(K2)处理,探讨植株不同部位可溶性糖积累规律。结果表明:种肥施钾显著增加菜用大豆生殖生长期(开花后4~8周)叶片、荚皮、籽粒中可溶性糖含量,在此基础上于花期、荚期两次喷施叶面钾肥有利于可溶性糖在叶片、荚皮、籽粒中的进一步积累。开花后7周(最佳采食期)时,籽粒可溶性糖含量达到最大,此时中科毛豆1号K1、K2处理相比K0处理分别高29.2%和37.5%,而品系121分别高9.3%和24.8%。同时发现,钾肥施用显著提高了菜用大豆鲜荚采食期产量,中科毛豆1号K1、K2处理的单株鲜荚产量相比K0处理分别高8.2%和37.1%,而品系121分别高18.9%及31.6%。钾肥施用可能通过增强菜用大豆源端(叶片)可溶性糖的供应以及促进荚皮可溶性糖的运转量而对籽粒中可溶性糖的积累起到促进作用。     

钾肥施用增加菜用大豆生殖生长期不同部位钾素积累

利用菜用大豆品种(系)中科毛豆1号和品系121,在正常氮磷种肥用量基础上,进行不施钾(K0),种肥施钾120 kg·hm~(-2)(K1),种肥施钾120 kg·hm~(-2)+叶面喷施钾肥(K2)3种施钾处理,探究菜用大豆开花后28~56 d内茎秆、叶片、叶柄、荚皮、籽粒中钾素积累动态。结果表明:相同时期不同部位钾素积累均为K2K1K0,各部位钾的相对积累量为籽粒荚皮叶片叶柄茎。同时发现,菜用大豆茎秆、叶片、叶柄、荚皮中钾积累量均随着生育进程逐渐下降,而籽粒中钾素的积累在开花后28~42 d下降,42~49 d升高,随后略有降低。施用钾肥增加了菜用大豆植株各部位的钾积累量,施钾叶面肥可进一步增加钾积累量。     

钾肥施用对菜用大豆和普通大豆开花后氮素积累的影响

钾素营养充足,可以提高作物抗逆能力和产量。随着氮、磷肥在生产中施用的增加,钾肥已逐渐成为作物产量的最大限制因子。大豆开花后籽粒形成期是大豆氮素积累、产量提高的重要时期,文章对钾肥施用后菜用大豆和普通大豆两者开花后氮素的积累进行了比较研究。在正常氮磷种肥用量基础上,设置3种施钾处理:不施钾(K0)、种肥施钾120 kg·hm~(-2)(K1)、种肥施钾120 kg·hm~(-2)且在花、荚期喷施30 kg·hm~(-2)叶面钾肥(K2),探究菜用大豆、普通大豆开花后28~56 d内籽粒、叶片、茎中氮素积累动态。结果表明:施用钾肥增进两种类型大豆植株各部位中氮素积累。同时期内,两种类型大豆在各施肥处理下各部位的氮素积累量均为K2K1K0,大豆植株各部位中相对氮素累积量均为籽粒叶片茎。钾肥施用对提高菜用大豆籽粒氮素含量的效应高于普通大豆,与K0相比,K2处理下菜用大豆、普通大豆籽粒平均氮素含量分别增加了0.19%和0.1%。施用钾肥提高了菜用大豆叶片氮素转移效率,相比K0处理,K1、K2处理分别增加了6.1%、8.2%,而对普通大豆影响不大。钾肥施用显著增加普通大豆茎中氮素积累,但菜用大豆品种间差异较大。     

菜用大豆食用品质关键组分及其积累动态研究

选用30个菜用大豆品种(系),测定其食用品质与籽粒的化学组分,分析二者的相关性;再选其中3个可溶性糖含量不同的品种(系)测定食用品质组分,并采用主成分分析方法探讨每个组分的作用,研究其积累动态。结果表明,蔗糖、果糖+葡萄糖、蜜三糖、水苏糖、蛋白质、游离氨基酸和脂肪对菜用大豆食用品质的总贡献率为67.8%;其中蔗糖含量与菜用大豆食用品质呈极显著正相关(0.864**),蛋白质含量与菜用大豆食用品质评分呈显著负相关(–0.439*)。鲜食期不同菜用大豆品种籽粒中蜜三糖和水苏糖的平均含量仅有成熟期的7.4%和12.4%,对菜用大豆食用品质影响有限。菜用大豆的鲜食期一般在开花后42 d,可维持一周左右。此期蔗糖含量最高,蛋白质含量比成熟期低3%左右,氨基酸含量明显高于成熟期,而蜜三糖、水苏糖含量最低,果糖+葡萄糖居中,食用品质最佳;鲜食期过后,籽粒中蔗糖和单糖含量降低,脂肪与蛋白质积累增加,蜜三糖和水苏糖含量显著增高,导致食用品质下降。     

大豆炸荚特性及调控机制研究进展

为了探究大豆炸荚的形态学特征和调控机制,本文从荚的表观形态、解剖结构和荚壁的形态学,炸荚的物理张力、荚果水分含量和环境中相对湿度的作用,调控炸荚的关键酶和内源激素的生理学以及炸荚基因的定位、标记和克隆等分子生物学的角度,重点综述了有关大豆炸荚特性研究的最新进展,讨论了相关作物的研究成果,并展望了今后大豆炸荚研究需要重视的几个方面,为解析大豆炸荚机制和创制抗炸荚的大豆新种质提供参考。