不同发育时期大豆籽粒干物质积累的QTL动态分析

【目的】在不同发育时期,探索影响大豆籽粒干物质积累QTL的加性效应、上位性效应和环境互作效应及其对大豆籽粒干物质积累的影响,可加深大豆育种工作者对产量形成的理解和加速育种进程。【方法】以美国大豆品种Charleston为母本,东农594为父本及二者杂交所得F5所衍生的143个F5:9、F5:10和F5:11重组自交系为研究材料,研究不同发育时期控制大豆籽粒干物质积累的QTL及其遗传效应对大豆籽粒干物质积累的影响。【结果】在不同发育时期检测到与大豆籽粒干物质积累相关的13个加性QTL和14对上位性QTL,其中8个加性QTL和8对上位性QTL存在与环境互作效应。另外,在本研究中仅有加性QTLdmaC2_2能够在6个发育时期都被检测到,而其它加性QTL和14对上位性QTL只能在某个或某些时期被检测到。【结论】在6个不同的发育时期,加性QTL数目、加性QTL能够解释的表型变异呈现"S"型曲线变化,与大豆籽粒干物质重的表现型变化相似,而上位性QTL能够解释的表型变异相对稳定且较小。从效应值上看,加性效应在籽粒发育开始(30d发育时期)较大,从40d发育时期开始降低,在70d发育时期降至最低,在籽粒发育结束时(80d发育时期)略有上升;上位性效应从30d发育时期到70d发育时期一直上升,在籽粒发育结束时(80d发育时期)略有下降;QTL×环境互作效应在6个发育时期均显著地影响大豆籽粒干物质的积累。从连锁群的位置上看,在6个不同的发育时期控制大豆籽粒干物质积累的加性QTL主要集中在C2连锁群(从OPK14_70到satt134区间,即QTLdmaC2_1、dmaC2_2、dmaC2_3所对应的区间),特别是发育初期(30d发育时期);从40d发育时期到籽粒发育结束时(80d发育时期),控制大豆籽粒干物质积累的加性QTL的连锁群位置变化较多,表现为发育时期的选择性。在6个不同的发育时期中,除50d发育时期以外,控制大豆籽粒干物质积累的上位性QTL主要集中在C2连锁群(从OPK14_70到satt202区间,即QTLdmaC2_1所对应的区间)和D1b连锁群(从satt537到sat_135区间,即QTLdmaD1b_1所对应的区间)之间。     

Effect of Preplant Fertilizer on Agronomic and Physiological Traits of Soybean Cultivars from Different Breeding Programs

Understanding the changes in agronomic and physiological traits associated with yield genetic gain is important for soybean production and future breeding strategy. The objective of this study was to compare the older and modern cultivars to learn whether the yield improvements depend on preplant fertilizer or the plant productivity improvement, A set of older cultivars, with their modern counterparts derived from breeding programs in Liaoning and Ohio were evaluated for their agronomic and physiological traits under different fertilizer levels from 2004 to 2006. There was no improvement of response to N and P preplant fertilizer for genotypes. After more than 70 yr breeding, soybean breeders made some improvements in agronomic and physiological traits that contribute to yield increase. When compared to older cultivar, modern Liaoning and Ohio cultivars were shorter and more resistance to lodging, had greater leaf density, higher harvest index, more leaf area per plant, and greater photosynthetic rate, transpiration rate and stomatal conductance at the beginning of seed development. Ohio cultivars were more resistant to lodging as if selected for easy harvest by combine, even under high N and P preplant fertilizer level, which resulted in Ohio cultivars with higher and stable yield productivity.     

特异高产株型大豆—沈豆4号生育规律的研究

采有特异高产株型大豆沈豆4号进行了3年的研究，探讨了沈豆4号在不同年份，不同播种期条件下的生育规律，结果表明，浓豆4号的株高增长，单株生物产量积累和籽粒鼓粒过程均可以用Logistic曲线方程来描述。不同播期对沈豆4号植株形态和生育进程有很大影响。在5月10日前后播种最适宜，此时植株生物产量积累轨迹更合乎高速积累出现早，积累速度不偏高的高产积累轨迹，沈豆4号开花后期和植株上部形成的籽粒其灌浆速率最大。     

大豆菌核病田间快速接种鉴定方法研究

【目的】在大田环境下建立快速有效的大豆菌核病田间接种鉴定方法,为大豆抗菌核病育种服务。【方法】采用收集不同地区和寄主来源的菌核病分离物,经PDA培养基再生培养,再接种麦粒形成麦粒接种体,利用微创结合锡箔纸捆绑麦粒接种体的方法建立大豆菌核病田间接种鉴定方法。【结果】不同大豆种质间的病情指数和病斑长度存在显著差异,不同分离物间的病情指数和病斑长度也存在显著差异,而重复间的病情指数和病斑长度差异不显著,病斑长度与病情指数呈极显著正相关(r=0.8301,P0.0001)。【结论】该大豆菌核病田间接种鉴定方法能够有效地对大豆菌核病分离物的致病性和大豆植株抗性进行鉴定和筛选,可用于大豆抗菌核病育种。     

大豆质膜内在水孔蛋白的生物学功能预测

[目的]利用生物信息学方法对大豆质膜内在水孔蛋白（GrnPIP）的亚细胞定位、跨膜区、信号肽和磷酸化住点进行预测,为基因的功能研究提供参考。[方法]从干旱胁迫后磊抗旱大豆品种21的叶片中克隆出GmPIP基因．利用PSLpced、Protcomp Version8．0、WoLF PSORT、CELLO v2．5等亚细胞预测工具进行亚细胞定位预测;利用TMHMM Serverv．2．0进行蛋白跨膜区分析;利用NetPhos 2．0 Server进行磷酸化位点分析;利用SignaIP3．0 Server程序进行信号肽分析。[结果]综合4种工具的预测结果表明,GmPIP蛋白包含6个跨膜区,亚细胞定位预测表明该蛋白位于细胞质膜上,发现该蛋白的第254个氧基酸是一个潜在的糖基化位点和13个磷酸化位点,该蛋白没有明显的信号肽结构。[结论]利用不同方法进行的生物信息学分析结果可相互验证,生物信息学可以对未知蛋白进行初步的功能预测．有助于确定后续试验的方向．     

不同施肥处理对连作大豆土壤无机磷组分及作物产量的影响

试验结果表明，白浆土上施有机肥，连作大豆产量显著高于施化肥，而施化肥高于秸秆还田和不施肥处理。有机肥和化肥可保持土壤有效磷含量，长期施入土壤中的磷素向Al-P和Fe—P形态转变。     

磷酸二铵对大豆超高产品种养分吸收与利用的影响

【目的】探索超高产大豆对氮、磷、钾养分的吸收利用规律,及其与普通品种养分吸收利用的特异性。【方法】于2011和2012年,通过盆栽试验研究超高产品种辽豆14、中黄35与普通品种辽豆11在不同磷酸二铵施肥水平下,植株体内的氮、磷、钾养分含量和吸收积累规律。本试验采用品种、施肥量完全随机试验设计,以磷酸二铵苗期施入,施肥量设5个水平,分别为：F0：0 mg•kg-1干土;F50：50 mg•kg-1干土;F100：100 mg•kg-1干土;F150：150 mg•kg-1干土;F200：200 mg•kg-1干土。在大豆的苗期（V3）、开花期（R2）、鼓粒中期（R6）、鼓粒末期（R7）和成熟期（R8）对各处理选取3盆生长一致的植株混合取样,精细冲根。按器官分开后,在105℃下杀青30 min,80℃下烘干至恒重,测定干物质重量。留小样粉碎后,用浓H2SO4-H2O2法消煮,消煮液中的氮用凯氏定氮仪（KN520）测定,磷用钼酸铵比色法测定（UV-2450）,钾用火焰光度计（PEAA800）测定。干物质量乘以N、P、K百分含量为N、P、K积累量;由籽粒中养分含量与单株养分积累量的比值计算得养分收获指数;由单株养分积累量和单株籽粒产量计算得生产单位重量籽粒所需的养分数量。【结果】大豆植株的氮、磷、钾养分积累与利用在品种间差异显著。超高产大豆从出苗到成熟需要积累较多的养分,其地上部和根部氮、磷积累量除苗期外均显著高于普通品种,鼓粒中期的根部钾素积累量显著高于普通品种。超高产大豆具有较强的养分转运能力,其氮、磷、钾收获指数显著高于普通品种。同时,超高产大豆的养分利用效率较高,超高产大豆生产单位重量籽粒所需的养分数量显著低于普通品种。施肥对大豆植株的养分积累、转运与利用有显著影响。在各生育时期,施肥处理的大豆植株对氮、磷、钾的吸收,养分收获指数及生产单位重量籽粒所需的养分数量均显著高于对照,且均有随施肥量的增加而增加的趋势。其中,氮和磷的积累量、钾素收获指数、生产单位重量籽粒所需的氮磷养分数量,无论超高产品种还是普通品种均在最高施肥水平（200 mg•kg-1干土）下达到最大,超高产品种生产单位重量籽粒所需的氮、磷养分数量较普通品种的增加量少;而钾素积累量、氮和磷的收获指数、生产单位重量籽粒所需的钾素数量在超过一定施肥量后反而有所降低,超高产品种较普通品种的降低幅度小。【结论】超高产品种比普通品种有更强的养分吸收转运能力和更高的养分利用效率。施肥显著增强大豆对氮、磷、钾的吸收和转运能力,却降低了养分利用效率。     

不同施氮量对烤烟磷积累以及磷肥利用率的影响

小区试验设3个施氮处理分别为0、52.5和67.5 kg.hm-2,磷钾肥用量分别为P2O578.8 kg.hm-2和K2O157.5 kg.hm-2,研究烤烟根茎叶磷积累以及磷肥利用率的变化。结果表明:根系3~7周为缓慢积累期,7~15周为快速积累期;茎在7~11周快速增加,11~15周保持稳定状态,磷的积累量随氮肥用量增加而增加;整个生育期内叶片磷积累表现为稳定增加的趋势,叶片磷积累量随氮肥用量增加而增加;磷肥利用率为10.02%和11.74%,氮肥用量对磷肥利用率影响差异不明显。     

施肥对人参干物质积累和氮磷吸收影响的研究

本文就人参施Ｎ，Ｐ，Ｋ肥对干物质积累以及对Ｎ，Ｐ吸收的动态进行了３年田间栽培试验研究，结果表明，施肥对四，五，六年生参根增重率分别为５．１％，３７．４％，４１．１％，对参根Ｎ含量分别提高１９．８％，１５．１％和８．７％，茎中Ｎ含量变化与根基本相同，而叶中Ｎ含量随参龄增加呈降低趋势。人参各器官中Ｐ含量变化规律不明显。六年生各生育期根重和Ｎ积累变化规律是：母根萌发至收获的根重变化经历了从减重到增重的过     

不同结荚习性大豆品种综合生产力的分析评价

采用灰色关联度分析法对不同结荚习性大豆的综合生产力进行了两年的综合评价研究。结果表明，在一般肥力条件下，亚有限型结荚习性大豆综合生产力优于有限型结荚习性大豆。亚有限型大豆辽豆14号的产量及综合生产力都显著优于其他品种（系）。而在育种目标相似的情况下，不同结荚习性大豆间产量差异不显著。对不同结荚习性大豆来说，产量构成主导因素均是单株荚数、单株分枝荚数。努力提高大豆单株荚数是今后大豆育种的主攻方向。     

不同播种期对大豆生长发育的影响

研究了不同播种期对大豆[Glycine max (Linn.)Merr.]生长发育进程的影响.结果表明,大豆生育期随着播种期的延迟而缩短,大豆播种期早迟与生育期长短呈显著正相关;不同播种期对大豆的株高、主茎出叶数、叶面积指数都有很大的影响,随着播种期的延迟,株高、主茎出叶数、叶面积指数最大值均呈下降趋势.     

中国大豆栽培和野生资源脂肪性状的变异特点研究

【目的】分析中国大豆栽培和野生种质资源脂肪及脂肪酸组分含量（本文简称脂肪性状）的变异特点,筛选优异种质,为不同生态区域大豆脂肪性状育种提供材料和依据。【方法】从中国全国各大豆生态区抽取代表性的栽培和野生材料进行田间试验,测定脂肪性状,进行各性状变异特点分析,并应用多元变异指数、聚类和主成分法分析中国和各生态区大豆脂肪性状的综合变异。【结果】（1）中国栽培大豆脂肪平均含量为17.21%,比野生种提高6.22%;油酸平均含量为23.25%,提高7.75%;亚麻酸平均含量为8.00%,减低4.23%;亚油酸平均含量为53.53%,减低2.57%;但栽培种的变异小于野生种;不同生态区均有此同一趋势。栽培大豆和野生大豆的饱和脂肪酸含量在全国和各区差异均不大。（2）中国野生群体及各生态区群体脂肪性状的多元变异度均大于相应的栽培种,长期人工选择使栽培种的变异相对减小,但多元变异方向相对较宽。（3）栽培种脂肪含量与来源地纬度呈极显著正相关,而野生种未见相关,推论栽培种脂肪含量与纬度的相关主要应是人工选择的结果。（4）筛选得到高脂肪、高油酸、高亚油酸、低亚麻酸的优良材料,其中N23547和N23697为兼具高脂肪（＞23%）、高油酸（＞30%）、低亚麻酸含量（5%左右）的优异资源。【结论】栽培大豆脂肪、油酸平均含量显著高于野生种,亚麻酸平均含量显著低于野生种,亚油酸平均含量略低于野生种,饱和脂肪酸平均含量与野生种差异不大。脂肪性状在各个生态区域内均存在丰富的变异,区域间的变异并不比区域内大。栽培种脂肪含量与纬度的相关主要是人工选择的结果。筛选出一批优异种质。     

主成分分析在大豆“3414”最佳施肥配比试验中的应用

以大豆[Glycine max(Linn.)Merr.]品种安豆7号为研究对象,利用主成分分析法对在3414试验设计下的14个处理水平的9个农艺性状进行分析。结果表明,提取的4个主成分能够解释所有原始性状变异的89.899%,第一主成分贡献率为48.061%,主要代表的是产量因子;第二主成分贡献率为17.083%,主要代表的是底荚高度因子;第三主成分贡献率为13.453%,主要代表的是单株产量及株型因子;第四主成分贡献率为11.302%,主要代表的是大豆高度因子。综合得分前三位的处理是N2P1K1(尿素130.50 kg/hm~2,过磷酸钙150 kg/hm~2,氯化钾25.05 kg/hm~2)、N1P2K1(尿素65.25 kg/hm~2,过磷酸钙300kg/hm~2,氯化钾25.05 kg/hm~2)和N1P1K2(尿素65.25 kg/hm~2,过磷酸钙150 kg/hm~2,氯化钾49.95 kg/hm~2)。     

不同氮效率小麦品种氮素吸收和物质生产特性

氮条件（N-）下，不同氮效率小麦品种的籽粒产量和氮效率以氮高效品种（H）最高，中效（M）次之，低效（L）最低；H具有较多的单位面积穗数且与N-下籽粒产量和氮效率显著相关，表明单位面积穗数的多少对氮胁迫条件下小麦籽粒产量和氮效率具有重要影响。不同氮效率品种的植株全氮含量（TN）无显著差异。不同生育时期的植株氮累积量（AA）在抽穗期和成熟期以H最大，M次之，L最低，表明生育中后期N-下的植株氮素吸收能力是氮胁迫条件下籽粒产量和氮效率的重要影响因素。不同生育时期的株高、群体茎数、叶面积指数（LAI）和群体干物重（PDW）值；各生育阶段群体生长率（CGR）、净同化率（NAR）和光合势（Pp）；各生育时期的叶片NO3-含量和硝酸还原酶（NR）活性均以H最大，M次之，L最低。叶片亚硝酸还原酶（NIR）)活性和谷氨酰胺合成酶（GS）活性在供试不同氮效率品种之间的差异较小。研究表明，N-下较强的氮素吸收能力和较好的植株生长特性是氮胁迫条件下供试氮高效小麦品种获得高氮效率特征的重要基础。在丰氮条件（N+）下，供试不同氮效率品种的籽粒产量、氮效率、植株氮素吸收和物质生产特性与N-下的表现规律不尽相同。     

VAM真菌对大豆幼苗抗旱性的影响

通过盆栽方法研究了干旱胁迫下接种泡囊丛枝菌根真菌(VAM真菌)摩西球囊霉(Glomusmosseae)对大豆[Glycine max (L.) Merr.]幼苗叶片质膜抗氧化系统、叶片渗透调节物质含量及叶片色素含量的影响.结果表明,干旱胁迫下,与未接种VAM真菌相比,接种VAM真菌可以缓解因干旱胁迫造成的大豆叶片内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的下降,显著提高类胡萝卜素含量,缓解游离脯氨酸(Pro)的积累、提高可溶性蛋白质(SP)含量,提高可溶性糖(SG)的转运速度,抑制叶绿素(Chl)的分解.     

Rapid HPLC Method for Determination of 12 Isoflavone Components in Soybean Seeds

It is important to determine the isoflavone components by high-performance liquid chromatography(HPLC)for the molecular assistant selection of isoflavone in soybean.Based on the standard samples of 12 isoflavone components,the isoflavone components were analyzed using the determination of absorbance peaks method by HPLC.The results showed that there were different maximum ultraviolet(UV)absorbance for the aglycones of daidzein,glycitein,and genistein,which were at 250,257,and 260 nm,respectively.A linear gradient elution of acetonitrile(13-30%)containing 0.1% acetic acid as a mobile phase was applied on a YMC-C18 column at 35℃.The 12 isoflavone components were determined using the UV detector by HPLC.We concluded that this is a rapid and precise method which adapted to determine the large numbers of samples with microanalysis.     

不同供磷水平对水稻干物质累积、磷素吸收分配及产量的影响

本文通过田间试验研究了不同供磷水平对吉林省水稻干物质积累、养分吸收分配及产量的影响。结果表明,施磷可显著提高水稻产量,依据产量(y,kg/hm2)与施磷量(x,kg/hm2)关系建立线性加平台方程得出最高产量的施磷量为106.7 kg/hm2,产量为10 687 kg/hm2。水稻不同生育阶段干物质和磷素的积累和分配趋势一致,P120处理的干物质积累量和磷素于抽穗期后均为最大。施磷可显著提高茎鞘中磷素的转运量,P120处理茎鞘和叶片磷转运量、转运率、籽粒贡献率均为最大。水稻的磷肥偏生产力、磷肥农学利用效率、磷肥当季回收率均随着施磷量的增加呈显著下降的趋势。综合产量与效益、养分吸收及磷肥利用效率等因素,采用最佳经济磷肥用量134.0 kg/hm2较为适宜。     

磷肥用量对大豆遮复光后干物质与磷素积累特征的影响

为探明大豆遮复光后干物质与磷素的积累对磷肥的响应特征。在盆栽条件下,设置4个磷肥用量[0mg·kg~(-1)(P0)、75mg·kg~(-1)(P1)、125mg·kg~(-1)(P2)、175mg·kg~(-1)(P3)]和2种光照条件[自然光(L1)和遮光(L2)],以‘中黄61’为试验材料,研究苗期遮复光后,不同磷用量大豆干物质及磷素积累变化特征。结果表明,苗期遮复光后,在磷肥用量0~125mg·kg~(-1)时,随施磷量的增加,干物质及磷素的积累量、积累最大速率(Rmax)、最大时的生长量(Amax)均增加。增施磷肥可提高干物质及磷素在整个生育期的积累速率。干物质与磷素积累各阶段的积累量在施磷量为125mg·kg~(-1)时达最大。籽粒产量随施磷量增加而增加,在P2处理达最大,且增施磷肥在L2环境下对籽粒的贡献更大。大豆籽粒产量与干物质及磷素积累的Rmax、Rmean、Amax、各阶段的积累量均呈显著相关。可见,适量增施磷肥可缓解大豆苗期弱光胁迫对大豆磷素与干物质积累的影响,促进大豆产量增加。     

Genetic Analysis of Embryo, Cytoplasm and Maternal Effects and Their Environment Interactions for Isoflavone Content in Soybean [Glycine max （L.） Merr.]

Soybean seed products contain isoflavones （genistein, daidzein, and glycitein） that display biological effects when ingested by humans and animals. These effects are species, dose and age dependent. Therefore, the content and quality of isoflavones in soybeans is a key factor to the biological effect. Our objective was to identify the genetic effects that underlie the isoflavone content in soybean seeds. A genetic model for quantitative traits of seeds in diploid plants was applied to estimate the genetic main effects and genotype x environment （GE） interaction effects for the isoflavone content （IC） of soybean seeds by using two years experimental data with an incomplete diallel mating design of six parents. Results showed that the IC of soybean seeds was simultaneously controlled by the genetic effects of maternal, embryo, and cytoplasm, of which maternal genetic effects were most important, followed by embryo and cytoplasmic genetic effects. The main effects of different genetic systems on IC trait were more important than environment interaction effects. The strong dominance effects on isoflavone from residual was made easily by environment conditions. Therefore, the improvement of the IC of soybean seeds would be more efficient when selection is based on maternal plants than that on the single seed. Maternal heritability （65.73%） was most important for IC, followed by embryo heritability （25.87%） and cytoplasmic heritability （8.39%）. Based on predicated genetic effects, Yudou 29 and Zheng 90007 were better than other parents for increasing IC in the progeny and improving the quality of soybean, The significant effects of maternal and embryo dominance effects in variance show that the embryo heterosis and maternal heterosis are existent and uninfluenced by environment interaction effects.     

大豆籽粒高无机磷突变体的选育和特性研究

 大豆种子中的磷（P）60%～80%以植酸的形式存在，而植酸对于人和单胃动物是一种抗营养因子。本研究采用60Co 射线辐射诱变，首次在中国大豆资源中创造出籽粒高无机P含量的突变材料LPA-4297和LPA-1216，并对其重要农艺性状作了初步的观察。根据突变体和亲本种子中不同P组分的变化，以及与前人在大豆和其它作物中有关低植酸突变研究所得结果的比较，初步确定LPA-4297为低植酸Ⅰ型（lpa1）、LPA-1216为Ⅱ型（lpa2）突变体。