大豆异黄酮及其组分含量的遗传分析与QTL检测

以栽培大豆晋豆23为母本,以山西农家品种大豆灰布支黑豆为父本杂交衍生的447个RIL作为供试群体构建遗传图谱,利用高效液相色谱法定性、定量测定样品中的异黄酮及其组分含量。采用主基因+多基因混合遗传分离分析法和Win QTLCart 2.5复合区间作图法,对大豆异黄酮及其组分含量进行混合遗传分析和QTL定位。结果表明,大豆苷、黄豆苷元、染料木素、染料木苷、大豆苷元和异黄酮总含量分别受4、4、2、3、2和2对主基因控制,并有多基因修饰。检测到44个与大豆异黄酮及其组分含量相关的QTL,与大豆苷、染料木素、黄豆苷元、大豆苷元、染料木苷和异黄酮总含量相关的QTL分别有10、9、4、7、8和6个。连续2年分别检测到与大豆苷、染料木苷、黄豆苷元和异黄酮关联,分别位于标记区间satt430~satt359、satt038~satt570、satt197~sat_128和satt249~satt285的稳定表达QTL,可尝试用于分子标记辅助育种。     

六种大豆异黄酮溶液的稳定性

用制备液相色谱仪(Shimadzu LC-20AP)制备了大豆苷、黄豆黄苷、染料木苷、大豆素、黄豆黄素、染料木素6种大豆异黄酮单体溶液,对其进行了1个月的短期稳定性和6个月的长期稳定性研究,特性量值为溶液的浓度值和纯度值。对在4个不同温度(–20℃、4℃、25℃、60℃)下保存一个月后的测定值与初始值进行了方差分析,短期稳定性试验结果表明,除染料木苷外,其余5种色谱纯大豆异黄酮溶液的浓度在4℃、25℃条件下保存无显著变化,6种大豆异黄酮溶液的纯度在–20℃、4℃、25℃条件下保存无显著变化,因此认为4℃、25℃是大豆异黄酮溶液短期储存的最适温度。在4℃条件下,对经过0、1、2、3、4、6、8、12、16和24周的大豆异黄酮测定值与初始值进行t检验,长期稳定性结果表明,6个月的保存期内6种色谱纯大豆异黄酮溶液的纯度无显著性变化,但浓度均显著增加,分析认为分装容器的密封性是导致浓度增加的原因。本研究结果为大豆异黄酮单体溶液标准溶液产业化提供了技术支撑。     

HPLC法同时测定安徽产野葛、粉葛中6种异黄酮成分

以安徽葛根主产区收集的6种样品(太湖野葛、岳西野葛、金寨野葛、宣城野葛、六安粉葛、亳州葛根)为试材,建立高效液相色谱法同时测定安徽野葛、粉葛中葛根素、大豆苷、染料木苷、大豆素、染料木素、刺芒柄花素6种异黄酮类成分的含量,样品前处理采用30%乙醇超声波提取,采用Phenomenex Column luna C18(2)100A(250 mm×4.6 mm,5μm)色谱柱,以甲醇(A)-水(B)为流动相,梯度洗脱,流速为1 m L/min,柱温35℃,检测波长为250 nm。标准品在范围内呈良好线性关系,相关系数R2分别为0.999 3、0.999 4、0.999 4、0.997 8、0.997 4、0.998 6,最低检出限分别为0.562 7、0.453 4、0.283 0、0.234 0、0.256 0、0.261 0μg/m L,精密度、稳定性和重现性良好,平均加标回收率分别为100.5%、99.3%、104.2%、98.6%、97.1%、104.5%。安徽产区的野葛与粉葛中葛根素等6种异黄酮含量差别显著。该方法准确、快速,操作简单,分离效果好,可用于野葛、粉葛中葛根素、大豆苷、染料木苷、大豆素、染料木素、刺芒柄花素6种异黄酮含量的同时测定。     

异黄酮含量与大豆对大豆蚜虫抗性之间的关系

利用高效液相色谱分析方法测定了10个抗感大豆品种蚜虫取食处理叶片和茎的异黄酮含量。结果表明,蚜虫取食诱导抗虫品种叶片大豆苷、染料木苷和异黄酮总含量增加,而感蚜品种异黄酮含量无明显变化。相关分析表明,大豆品种受害程度与叶片大豆苷、染料木苷和异黄酮总含量呈负相关。但茎的异黄酮含量与大豆品种的抗蚜性无明显相关。     

中国栽培和野生大豆豆腐与豆乳得率的遗传变异

我国不同生态区大豆种质豆腐与豆乳得率的遗传变异是专用型品种选育的基础。以来自各生态区的564份地方品种、101份育成品种、193份野生大豆加上88份国外品种,合计946份大豆种质为材料,采用小样品定量分析技术,测定干豆腐与干豆乳得率,研究其遗传变异。结果表明,全国野生大豆和栽培大豆的干豆腐与干豆乳得率均存在很大变异,干豆腐得率变幅分别为25.32~69.59、25.52~85.89 g 100 g^-1,干豆乳得率变幅分别为40.75~82.86、39.05~91.86 g 100 g-1,栽培大豆两者的得率在野生豆基础上均有较大幅度改进;各生态区均存在与全国相同的变异情况,区内变异大于区间变异,但南方一些生态区栽培种豆腐(乳)得率变异程度相对较大,高得率材料相对较多,因本底（野生种）得率与地理纬度无关,推测与各地区栽培大豆利用方向的不同有关而形成了栽培种微弱的地理相关性;栽培材料中2.75%干豆腐得率超过75 g 100 g^-1,5.50%干豆乳得率超过85 g 100 g^-1,从中优选出来自Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ生态区的双高种质14份,可供各地区豆腐(乳)育种利用。     

大豆异黄酮含量相关SSR分子标记的研究

大豆异黄酮是大豆生长过程中形成的一类次级代谢产物,是一种重要的生物活性物质。本研究以异黄酮含量差异显著的‘中豆27’(4 447 ug/g)和‘台湾75’(2 062 ug/g)为亲本,构建了包括160个家系F2:6高代重组自交系群体。采用高效液相色谱方法测定双亲及群体各单株的不同异黄酮组分的含量。异黄酮不同组别中,大豆苷类含量最高,黄豆黄素苷类含量最低。异黄酮不同存在形式中,丙二酰基葡萄糖苷型含量最多,苷元型含量最少。使用197对在双亲间表现出多态性的SSR引物对RIL群体进行扩增。而后使用SAS程序的Proc GLM命令进行异黄酮含量和标记间的方差分析,在p0.01显著水平上共检测到包括21个SSR标记的41个显著性互作。其中部分标记同时与多个不同的异黄酮成分相关;4个SSR标记与总异黄酮含量相关。本研究为高异黄酮含量育种的分子标记辅助选择奠定了基础。     

中国传统发酵酱油中大豆异黄酮和大豆皂苷质量浓度测定及抗高血压功能

采用高盐稀态发酵法酿造酱油,以高效液相色谱法(HPLC)和紫外分光光度法(UV-Vis),对酱油中的大豆异黄酮和皂苷类物质进行测定。结果表明,大豆苷质量浓度为0.035 4 mg/m L,染料木苷质量浓度为0.000 5 mg/m L,大豆苷元质量浓度为0.006 6 mg/m L,染料木素质量浓度为0.000 6 mg/m L,大豆皂苷的质量浓度为8.942 4 mg/m L。在此工艺条件下发酵的酱油时间较短,并且样品中大豆异黄酮和皂苷的质量浓度较高,研究证明,中国传统发酵酱油对瘦素、脂联素和肾素具有积极调节作用。因此,酱油是一种具有功效成分的健康食品,酱油中有效成分的测定将为下一步确定酱油对高血压的调节机制提供重要参考。     

大豆异黄酮对奶牛脾脏与肠系淋巴结中淋巴细胞增殖的影响

为了研究大豆异黄酮对奶牛脾脏与肠系淋巴结中淋巴细胞增殖与活化的影响,并揭示大豆异黄酮提高奶牛免疫性能的作用机理。试验采用6×2（浓度×时间）实验设计,各浓度梯度的大豆异黄酮 (100.00、25.00、5.00、1.00、0.25、0.05 μg/mL)与淋巴细胞共育培养48 h和60 h后,用酶标仪在570 nm处测得各孔的OD值。结果表明：（1）添加0.05~25 μg/mL大豆异黄酮能够促进奶牛肠系淋巴结中淋巴细胞的增殖,在添加量为5 μg/mL时达到极显著的促进作用,但大豆异黄酮添加剂量达100 μg/mL时显著抑制肠系淋巴结淋巴细胞的增殖;（2）100 μg/mL和25 μg/mL大豆异黄酮添加组极显著抑制奶牛脾脏淋巴细胞的增殖(P<0.01),而1 μg/mL浓度组则显著促进奶牛脾脏淋巴细胞的增殖(P<0.05),其余各浓度组对奶牛脾脏淋巴细胞有抑制作用,但差异不显著。     

大豆异黄酮检测工艺优化

以大豆异黄酮主要成分染料木素为对照物,利用三波长比色法,建立了一套大豆异黄酮的高效检测工艺体系,能有效扣除杂质干扰,精密度试验RSD为0.96%,平均加样回收率为100.13%,RSD为1.31%。     

大孔树脂分离纯化豆酱中大豆苷元的研究

以豆酱中游离异黄酮大豆苷元为研究对象,经比较选择AB-8型大孔树脂进行大豆苷元的分离纯化。结果显示,最佳动态吸附解析条件为上样质量浓度3 mg/m L,吸附速度2.0 m L/min,洗脱速度2.0 m L/min。在此条件下,大豆苷元的纯度为71.50%。     

施氮量与地膜覆盖对长江中游春玉米产量性能及氮肥利用效率的影响

以宜单629为试验材料,于2012-2013年在湖北武穴通过大田试验,研究施氮量和地膜覆盖对长江中游春玉米产量及其性能参数的调节效应以及氮肥利用效率的影响。结果表明,增施氮肥促进春玉米生长发育,抽雄期和吐丝期提前8~12 d,延长籽粒灌浆期2~6 d,全生育期减少2~7 d;地膜覆盖促进种子萌发和玉米植株发育,种子出苗提前7~8 d,抽雄期和吐丝期提前6~11 d,生理成熟期提前3~6 d。增施氮肥和地膜覆盖优化长江中游春玉米产量性能参数,增施氮肥使平均叶面积指数(MLAI)提高81.18%~112.38%,平均净同化率(MNAR)提高19.20%~25.82%,穗粒数(GN)和千粒重(GW)增加72.61%~95.30%和13.09%~21.26%;同等施氮条件下,地膜覆盖提高MLAI (11.12%~17.12%)、MNAR (0.80%~10.66%)、HI (0.44%~6.50%)、GN (7.02%~16.07%)和GW (5.64%~7.93%);由于产量性能参数间的超补偿作用,增施氮肥和地膜覆盖使春玉米籽粒产量提高6.80%~24.66%和7.16%~22.19%。施氮量增加显著降低春玉米氮肥利用效率,氮肥偏生产力(PFPN)和氮肥农学利用效率(ANUE)分别降低31.34%~51.20%和30.39%~42.12%;地膜覆盖促进春玉米的氮素吸收能力,显著提高春玉米氮肥利用效率,PFPN和ANUE分别提高18.30%~31.67%和25.83%~56.80%。统筹考虑长江中游春玉米产量性能优化补偿增产机制和氮肥利用效率特征,可选用优化施氮量202.5 ~270.0 kg hm^-2和覆膜增温降渍,其产量可达8995~9220 kg hm^-2。     

大豆重组自交系群体NJRISX豆腐和豆乳得率的QTL分析

以176个家系组成的苏88-M21×新沂小黑豆重组自交系群体NJRISX为材料, 通过MAPMAKER3.0构建了包含131个SSR标记、24个连锁群的遗传图谱, 覆盖大豆基因组2 044.6 cM, 标记平均间距15.6 cM; 经2005和2006两年试验, 所获数据按主基因加多基因混合遗传模型分析干豆腐、湿豆腐和干豆乳得率的遗传机制; 应用软件Win QTL Cartographer Version 2.5复合区间作图法(CIM)和多区间作图法(MIM)检测QTL。结果显示, 在A2连锁群的Satt424~Sat_162区间检测到控制干豆腐和干豆乳得率的主效QTL各1个, qODT-A2-1可以解释15.7%~ 28.2%的表型变异, qODS-A2-1可以解释30.0%~34.8%的表型变异。检测到湿豆腐得率2个主效QTL, qOWT-A2-1位于A2连锁群的Satt424~Sat_162区间, 可以解释20.7%~30.7%的表型变异, qOWT-L位于L连锁群的Satt481~Sat_397区间, 可以解释19.0%~27.4%的表型变异。分离分析结果表明, 干豆腐和干豆乳得率均属于1对主基因加多基因遗传, 湿豆腐得率属于2对非连锁主基因加多基因遗传模型。上述QTL定位结果与分离分析所获的主基因数、贡献率及其和多基因的相对贡献可以相互验证, 建议育种中要兼顾主基因和多基因的利用。     

Genetic loci and candidate genes with pleiotropic effects for tofu and soymilk weights across multiple environments in soybean (Glycine max)

Soybean provides large amounts of protein for human, and the most popular consumption pattern is tofu and soymilk. Recently, the demand of tofu and soymilk is increased, and the breeding of special variety becomes very urgent. To illustrate the genetic basis of these traits, 269 accessions were evaluated under six environments, and 32 associated SNPs were identified on nine chromosomes across multiple environments or conferring diverse traits. Of these SNPs, 16 were demonstrated by BLUP values. Seven adjacent-SNPs were first identified to associate with tofu and soymilk weights in an 1.02-Mb region on chromosome 8, which were verified by BLUP-values. Meanwhile, four neighbouring SNPs in a 0.32-Mb region on chromosome 12 were first identified to associate with these traits across multiple environments, of which three were detected in BLUP values. Furthermore, some candidate genes, that is, α-glucan water dikinase Glyma.08G283700 and E3 SUMO-protein ligase Glyma.12G071300, were screened out with differential expressions between the high- and low-tofu/soymilk-output accessions. Thus, these associated SNPs and candidate genes provide new insight into the genetic basis of tofu and soymilk processing quality in soybean.     

Analysis of tofu‐related traits by a bench‐scale tofu production method and their relationship with agronomic traits in European soybean

European tofu manufacturers are becoming more and more interested in locally grown soybeans. A prerequisite for the development of European tofu cultivars is to improve our understanding of how the environment and genetics affect soymilk and tofu quality, as well as how quality and agronomic traits are correlated. This study was based on 215 recombinant inbred lines derived from two populations and grown at three locations that were evaluated for tofu traits in a bench‐scale tofu laboratory. The heritabilities of most of the evaluated tofu traits were moderately high with h² > 0.6. We observed significant genotypic variance components, but an even stronger contribution of the location. The network analysis of the evaluated traits was population‐dependent; however, the tofu traits were not associated with any of the agronomic traits. Collectively, our results indicate the potential to improve tofu‐related traits in European soybean. The bench‐scale tofu production method provides a valuable tool to test soybean lines in breeding programmes; however, the method needs to be further improved and automated to minimize errors due to the laboratory staff.     

超高产栽培杂交中籼稻的生长发育特性

以5个杂交中籼稻品种(含品系)扬两优6号、P88S/747、珞优8号、珞优234和天两优2号为材料,研究大田条件下超高产水平(产量≥12.0 t hm^-2)的物质生产、产量构成及养分吸收特性。试验结果表明,与高产水稻(产量≥9.0 t hm^-2)相比,超高产水稻具有以下特征,幼穗分化期、齐穗期和灌浆结实期(齐穗后10 d) LAI大,分别为6.5~7.2、8.5~8.9和6.5~7.0;齐穗期的高效叶面积比率高,为60.0%~66.5%;齐穗期、灌浆期和成熟期积累较多的干物质,分别为13.5~15.0、15.0~16.0和25.0~28.0 t hm^-2;分蘖盛期对氮(N)、磷(P)、钾(K)吸收利用优势不明显,而幼穗分化期、齐穗期和成熟期对N、P、K 吸收利用高而且积累速度快。此外,具有穗数多(有效穗数介于250×10⁴ ~290×10⁴ 穗 hm^-2)、结实率高(88.2%~92.3%)、千粒重大(29.0~31.0 g)的特点。     

北方旱寒区北移冬油菜生长发育特性

采用多点试验,对冬油菜在原种植区(天水)与北移种植区(张掖等)的主要气候因子、越冬率、生育时期及经济性状进行分析比较。研究结果表明,冬油菜北移后越冬率由原种植区的93.0%~100.0%降为40.0%~95.0%;生育期由280~284 d延至287~289 d,其冬前与冬后生长期缩短,而越冬期延长1倍左右,即140 d左右,整个生长期呈"短-长-短"的特点,即营养生长有效期缩短及营养生长至生殖生长的过渡期均缩短;株高与分枝部位降低,分枝数减少,单株角果数减少,但千粒重、角粒数等相对增加。冬油菜北移后产量发生了较大变化,抗寒性弱的早熟品种天油8号由原种植区的2 518.8 kg hm-2降为1 666.5 kg hm-2,减产34.0%,而抗寒性强的晚熟品种陇油6号等由原种植区的741 kg hm-2增加到3 333 kg hm-2,增幅349.5%。由于生长在相对恶劣的气候生态条件下,越冬期漫长而极端低温低,北移冬油菜栽培品种必须具备优异的抗寒性,同时采用合理播期和密度,保证冬前营养生长期和营养生长量,以确保安全越冬。     

氮素实时管理对冬小麦产量和氮素利用的影响

为实现氮素效率和小麦产量的协同提高,以山东省泰安市和兖州市为试验地点,连续2年在4个田块上进行了基于土壤硝态氮测试的氮素实时管理试验。与农民习惯施肥相比,优化施氮处理提高产量0.87%～10.44%,平均5.82%;而氮肥用量减少38.61%～53.29%,平均46.70%;氮素吸收效率、氮素表观利用率和氮素农学效率分别增加36.67%～85.69%、58.49%～267.69%和34.16%～410.58%;氮肥偏生产力升高74.23%～124.87%;产/投比提高78.50%～112.09%。说明应用土壤硝态氮测试进行小麦氮肥实时实地管理达到了减少氮肥用量,提高氮素利用效率,增加产量和经济效益的目的。     

大豆籽粒蛋白质和磷含量及凝固剂浓度对豆腐加工品质的影响

对6个大豆品种的种子蛋白质含量、磷含量及凝固剂MgCl2浓度（0.25%、0.30%、0.35%、0.40%、0.45%）对豆腐加工品质（豆奶蛋白质浓度、豆腐硬度）的影响进行了研究。结果表明,豆奶蛋白质浓度与大豆种子蛋白质含量显著相关（r=0.93）;种子蛋白质含量与0.25% MgCl2时豆腐断裂应力的相关不显著（r=－0.11）,而与最大断裂应力极     

Effects of Foliar Application of Elicitors on Red Clover Isoflavone Content

Red clover (Trifolium pratense L.) contains high concentrations of isoflavones, compounds that have received much interest lately due to their presumed benefits for human health. In this experiment we tested the possibility to induce isoflavone production in the foliage of two greenhouse‐grown red clover cultivars (‘Azur’ and ‘Start’) through the application of elicitor compounds. Foliar applications of different concentrations of acetic acid (50, 100, 250 and 500 mm ), yeast extract (1, 2, 3 and 4 g l^?1), and chitosan (125, 250, 500, and 1000 mg l^?1) were carried out on plants at the late vegetative stage, which were harvested 2 or 8 days after spraying. Concentrations of genistein, daidzein, formononetin and biochanin A were determined by high performance liquid chromatography. The two cultivars differed in isoflavone concentrations, ‘Azur’ having on average 36 % higher biochanin A, formononetin and total isoflavone concentrations than ‘Start’ (P < 0.05). A cultivar × sampling date interaction (P < 0.1) reflected a 20 % increase over time in total isoflavone concentration with ‘Azur’, which was not observed with ‘Start’. Effects of elicitors were limited, contrasts indicating overall, 12, 14 and 15 % greater total isoflavone concentration in yeast extract (P < 0.1), chitosan (P < 0.05) and acetic acid (P < 0.05)‐treated plants, respectively, than in untreated control plants. There were few differences between the various elicitors and none between concentrations of each elicitor.