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(nóng)業(yè)科學(xué)院博士后科研工作站，哈爾濱 150086；2黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)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(lái)源最為豐富的作物。黑龍江省為大陸性季風(fēng)氣候，春秋兩季氣溫變化較大，農(nóng)作物的生長(zhǎng)容易發(fā)生冷害。大豆冷害減產(chǎn)原因可分為3個(gè)類(lèi)型：延遲型冷害、障礙型冷害和生育不良型冷害[1]。根據(jù)大豆對(duì)低溫的反應(yīng)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(fā)是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，其萌發(fā)特性前人已進(jìn)行了有益探索[3-7]，但是關(guān)于耐低溫大豆品種的篩選試驗(yàn)研究較少。如何為寒地大豆生產(chǎn)篩選出適宜的耐低溫大豆品種是亟待解決的問(wèn)題。本試驗(yàn)旨在篩選低溫脅迫下發(fā)芽速率快、發(fā)芽率高的大豆品種，研究結(jié)果可為育種家育種提供抗冷性強(qiáng)的親本資源，以及為黑龍江省大豆生產(chǎn)選種提供參考依據(jù)，大面積推廣應(yīng)用耐低溫品種可有效降低低溫冷害對(duì)大豆產(chǎn)量的影響，有利于黑龍江省冷涼區(qū)大豆生產(chǎn)與發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)于2017年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院三江平原主要作物育種栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。選用11個(gè)大豆品種（系）進(jìn)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(jiàn)表1。

表1 不同大豆品種（系）特征特性

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

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

1.2.2 低溫處理與調(diào)查 種子吸脹后換蒸餾水，放恒溫光照培養(yǎng)箱（HPG-280HX型）中，6℃恒溫，無(wú)光照，每隔3d沖洗并換蒸餾水1次，以防止發(fā)霉。如果發(fā)現(xiàn)發(fā)霉，立即去掉霉絲并沖洗。分別在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)的第8天、第11天、第14天、第19天調(diào)查發(fā)芽數(shù)量。當(dāng)參試種子有一半發(fā)芽率達(dá)50%以上時(shí)，則把這一天確定為最佳調(diào)查時(shí)間。將相同試驗(yàn)材料在25℃恒溫、無(wú)光照培養(yǎng)作為對(duì)照，種子處理方法和調(diào)查與低溫處理一致。每個(gè)處理3次重復(fù)。按如下公式計(jì)算相對(duì)發(fā)芽率。

相對(duì)發(fā)芽率的耐低溫性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：相對(duì)發(fā)芽率≥85.0%為耐冷型（R）；相對(duì)發(fā)芽率50.0%～85.0%為中抗型（M）；相對(duì)發(fā)芽率≤50.0%為敏感型（S）。

1.3 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理采用Excel 2003與DPS v7.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同大豆品種（系）發(fā)芽率調(diào)查分析 對(duì)不同大豆品種（系）的發(fā)芽率進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明品種對(duì)25℃和6℃發(fā)芽率影響達(dá)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(fā)芽率均在85.0%以上。在發(fā)芽第8天，不同大豆品種（系）發(fā)芽率在85.0%以上，金源55、合農(nóng)60發(fā)芽率達(dá)到最大值，且金源55與合農(nóng)60發(fā)芽率差異達(dá)到顯著水平，其他品種（系）的發(fā)芽率在第11天達(dá)到最大值。在發(fā)芽第8天，合豐55、黑農(nóng)64、黑農(nóng)48、佳0805A-12之間發(fā)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(hào)、佳2174-26、佳2330-1、佳0812-14、合豐50之間發(fā)芽率差異不顯著，但是與其他品種（系）差異顯著。在發(fā)芽第11天，黑農(nóng)64、黑農(nóng)48、佳密豆6號(hào)、佳2330-1之間發(fā)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(fā)芽率差異不顯著，但與其他品種（系）差異達(dá)到顯著水平。

表2 不同大豆品種（系）25℃發(fā)芽率 （%）

從表3可知，低溫6℃脅迫下，隨著天數(shù)增加不同大豆品種（系）的發(fā)芽率逐漸增加；發(fā)芽第8天，所有大豆品種（系）的發(fā)芽率均在50.0%以下，其中金源55發(fā)芽率最高為48.0%，其次是合農(nóng)60為44.0%，再次是佳密豆6號(hào)為37.3%，黑農(nóng)48發(fā)芽率最低為14.7%；在發(fā)芽第11天、第14天及第19天均表現(xiàn)出類(lèi)似的規(guī)律。在發(fā)芽第11天有3個(gè)品種（系）的發(fā)芽率超過(guò)50.0%；在發(fā)芽第14天有8個(gè)品種（系）的發(fā)芽率超過(guò)50.0%，超過(guò)一半?yún)⒃嚥牧习l(fā)芽率達(dá)到50.0%以上，所以把第14天作為最佳調(diào)查時(shí)間。

6℃低溫發(fā)芽第14天，合農(nóng)60、佳密豆6號(hào)及金源55之間的發(fā)芽率差異達(dá)到顯著水平，且這3個(gè)品種（系）與其他品種（系）之間差異達(dá)到顯著水平；佳2330-1與佳0812-14之間發(fā)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(fā)芽率差異不顯著，但與其他品種（系）發(fā)芽率之間差異顯著；佳0805A-12與黑農(nóng)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(fā)芽率 （%）

2.2 相對(duì)發(fā)芽率與抗冷性 參試的11個(gè)大豆品種（系）中耐冷型品種有2個(gè)，分別為合農(nóng)60與金源55；敏感型品種1個(gè)，為黑農(nóng)48；其他8個(gè)為中抗型品種（系）。此外，試驗(yàn)表明采用相對(duì)發(fā)芽率作為抗冷性指標(biāo)，可增加試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，減少由品種自身引起的誤差，但同時(shí)也增加了1個(gè)對(duì)照試驗(yàn)（25℃）。

從表4可知，在6℃低溫條件下，隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)，各品種（系）的相對(duì)發(fā)芽率呈逐漸上升的趨勢(shì)。多重比較結(jié)果表明，在低溫發(fā)芽第8天，各品種（系）之間的相對(duì)發(fā)芽率達(dá)到顯著水平，其中金源55相對(duì)發(fā)芽率最高，且顯著高于其他各品種（系）；低溫發(fā)芽第11天，佳2330-1、合豐55及黑農(nóng)64之間相對(duì)發(fā)芽率差異不顯著，但與其他品種（系）之間差異達(dá)到顯著水平，此時(shí)金源55相對(duì)發(fā)芽率最高，其次是合農(nóng)60，再次是佳密豆6號(hào)；低溫發(fā)芽第14天，金源55、合農(nóng)60相對(duì)發(fā)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(duì)發(fā)芽率差異不顯著，但與其他品種（系）差異顯著；低溫發(fā)芽第19天，金源55相對(duì)發(fā)芽率最高，其次是合農(nóng)60，2個(gè)品種相對(duì)發(fā)芽率均達(dá)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(duì)發(fā)芽率 （%）

2.3 種子大小、化學(xué)特性與抗冷性的關(guān)系 參試的大豆品種（系）百粒重、蛋白質(zhì)及脂肪含量見(jiàn)表1。6℃下發(fā)芽的最佳調(diào)查時(shí)間為低溫處理14d，將這一時(shí)期相對(duì)發(fā)芽率與大豆百粒重、脂肪含量、蛋白質(zhì)含量之間進(jìn)行相關(guān)分析（表5）。結(jié)果表明，相對(duì)發(fā)芽率與大豆百粒重之間呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.59，即百粒重小的大豆種子耐低溫性較好；相對(duì)發(fā)芽率與脂肪含量及蛋白含量之間呈正相關(guān)，但不顯著，相關(guān)系數(shù)分別為0.14和0.25。

表5 大豆品種（系）百粒重、蛋白質(zhì)含量及脂肪含量與相對(duì)發(fā)芽率相關(guān)分析

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，從11個(gè)大豆品種（系）中篩選出耐冷型大豆品種2個(gè)，分別為金源55與合農(nóng)60；敏感型品種1個(gè)，為黑農(nóng)48；中抗型品種（系）8個(gè)。耐低溫大豆品種的篩選不但有利于低溫年大豆生產(chǎn)，提高大豆抗冷性，確保大豆穩(wěn)產(chǎn)，而且有利于大豆免耕技術(shù)的推廣，因?yàn)橄嗤瑮l件下免耕土壤較常規(guī)壟作土壤溫度低[8]。本試驗(yàn)篩選出的耐低溫大豆品種金源55、合農(nóng)60適宜密植栽培，可配套窄行密植免耕技術(shù)，有利于窄行大豆免耕技術(shù)的推廣與應(yīng)用。

6℃下發(fā)芽的最佳調(diào)查時(shí)間為低溫處理14d，這與李育軍等[2]鑒定大豆抗冷最佳調(diào)查時(shí)間為低溫處理13～14d相一致。以相對(duì)發(fā)芽率作為耐冷指標(biāo)，可減少由品種自身引起的誤差，較發(fā)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(fù)相關(guān)關(guān)系，這與李育軍等[2]研究結(jié)果一致；與蛋白含量、脂肪含量相關(guān)性不顯著，但是李育軍等[2]認(rèn)為脂肪含量與大豆抗冷性顯著負(fù)相關(guān)。因此，關(guān)于大豆抗冷與脂肪含量相關(guān)性的研究有待深入。同時(shí)，本試驗(yàn)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(kāi)展試驗(yàn)以便篩選出更多耐低溫大豆種質(zhì)資源，為黑龍江省大豆生產(chǎn)及大豆免耕技術(shù)推廣提供品種參考與保障，實(shí)現(xiàn)黑龍江省大豆產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

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