安徽省不同生境野生大豆種質(zhì)資源耐淹性評(píng)價(jià)

摘要：為探究野生大豆抗逆機(jī)理，篩選耐澇野生大豆種質(zhì)資源，以安徽省不同地區(qū)采集的16份野生大豆為試驗(yàn)材料，以不淹水為CK對(duì)照，對(duì)淹水脅迫處理下不同供試材料的3種抗氧化酶活性、丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）和葉綠素含量進(jìn)行對(duì)比研究，結(jié)果表明：與對(duì)照比較，淹水脅迫下野生大豆體內(nèi)的SOD、POD、CAT與葉綠素含量均有不同程度的降低；MDA與Pro含量均有不同程度的升高；葉片變黃時(shí)間差異較大，區(qū)間為7～18 d。經(jīng)隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)，不同地區(qū)采集的野生大豆材料耐淹性表現(xiàn)差異較大，其中A3與A4耐淹能力強(qiáng)，F(xiàn)2耐淹能力最差。

關(guān)鍵詞：野生大豆；淹水脅迫；種質(zhì)資源；抗氧化酶活性

中圖分類(lèi)號(hào)：S565.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2025）01-0009-06

Comparison of Flooding Tolerance of Wild Soybean Germplasm in Different

Habitats in Anhui Province

DONG Zhi-hui1，LIU Fu-ling1，WU Sheng-jun1，YANG Xue1，CHEN Xian-lian1，HE Qing-yuan2，

CHUANG Shao-chuang2，SHU Ying-jie1

（1. College of Agriculture， Anhui Science and Technology University， Fengyang 233100， PRC; 2. College of Biomedicine and Health， Anhui Science and Technology University， Fengyang 233100， PRC）

Abstract： This study aims to decipher the flooding tolerance mechanism of wild soybean and screen out the soybean germplasm accessions with flooding tolerance. The activities of superoxide dismutase （SOD）， peroxidase （POD）， and catalase （CAT） and the levels of malondiadehyde （MDA）， proline （Pro）， and chlorophyll of 16 wild soybean germplasm accessions from different regions of Anhui Province were compared between non-flooding （CK） and flooding conditions. The results showed that compared with CK， the flooding treatment decreased the activities of SOD， POD， and CAT and the chlorophyll content， while increasing the MDA and Pro content. The days of 50% leaf yellowing varied within the interval of 7-18 days. The comprehensive analysis based on the subordinate function suggested that the germplasm accessions from different regions showed large differences in flooding tolerance. Specifically， the germplasm accessions from A3 and A4 areas had the strongest tolerance to flooding stress， and that from F2 area had the weakest tolerance.

Key words： wild soybean; flooding stress; germplasm accessions; antioxidant enzyme activity

大豆遭受淹水脅迫后會(huì)產(chǎn)生一系列生理生化和形態(tài)特征變化，不同品種大豆對(duì)逆境脅迫的響應(yīng)存在差異，明確造成差異的生理機(jī)制對(duì)耐性品種的選育具有重要意義[1-2]。近年來(lái)，關(guān)于澇漬脅迫對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育生理指標(biāo)影響的研究有很多，但涉及野生大豆耐澇性的研究相對(duì)較少[3-5]。野生大豆[Glycine soja（L.）Sieb.et Zucc]起源于中國(guó)，是大豆[Glycine max（L.）Merr.]的近緣野生種，是指未經(jīng)人工選擇生長(zhǎng)在自然環(huán)境中的一年生或多年生草本植物，具有

蛋白質(zhì)含量高、抗逆性強(qiáng)和遺傳變異豐富等特點(diǎn)[6-7]。現(xiàn)代栽培大豆是近代以地方農(nóng)家品種或野生材料為基礎(chǔ)選育和系統(tǒng)改良而成[8]。野生大豆在形態(tài)上具有發(fā)達(dá)的根系和柔性藤蔓狀枝干，因保留了大量栽培大豆在馴化過(guò)程中丟失的某些抗逆潛力基因，其在基因水平上具有遺傳多樣性，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)澇害具有較強(qiáng)的耐受性[9-11]。淹水脅迫是一種逆境環(huán)境，研究野生大豆的淹水脅迫抗逆機(jī)理，可為栽培大豆抗?jié)称贩N培育和改良提供理論基礎(chǔ)，有利于大豆耐淹種質(zhì)資源篩選及逆境農(nóng)業(yè)發(fā)展 [1，11-14]。試驗(yàn)通過(guò)測(cè)定淹水脅迫條件下野生大豆多個(gè)生理指標(biāo)來(lái)探究野生大豆逆境響應(yīng)機(jī)制，以期篩選出耐淹性強(qiáng)的野生大豆種質(zhì)資源，為栽培大豆耐澇品種選育和生產(chǎn)實(shí)踐提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2023年7月至8月在安徽科技學(xué)院內(nèi)進(jìn)行，共選取16個(gè)野生大豆材料，采集自安徽省不同地區(qū)，詳見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 野生大豆種子消毒及培養(yǎng) 參照胡勁松等[15]的方法，用刀片將野生大豆種子外種皮劃破，將處理后種子用0.1%濃度的升汞溶液消毒10 min，用清水洗2～3次后放置于發(fā)芽盒7 d，選擇萌發(fā)一致的野生大豆種子播至盛有過(guò)篩（2.36 mm孔徑）土壤的塑料盆（內(nèi)徑13 cm，高11.5 cm），每盆12粒，播種深度為3 cm。

1.2.2 野生大豆幼苗的脅迫處理 參照齊玉軍等[16]的處理方法，待野生大豆種子生長(zhǎng)至3葉期時(shí)進(jìn)行淹水處理，淹水高度至幼苗子葉節(jié)部位。以不淹水為對(duì)照處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。自淹水之日起每天觀(guān)察野生大豆生長(zhǎng)狀態(tài)，當(dāng)葉片50％變成黃色時(shí)停止淹水并采摘葉片進(jìn)行測(cè)定。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 耐淹時(shí)間調(diào)查 當(dāng)葉片變黃面積達(dá)50%時(shí)調(diào)查樣本幼苗葉片變黃時(shí)間。

1.3.2 抗氧化酶活性測(cè)定 參考李合生等[17]的測(cè)定方法測(cè)定超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）和過(guò)氧化氫酶（CAT）活性，SOD采用氮藍(lán)四唑光還原法[18]，POD采用愈創(chuàng)木酚比色法[19]，CAT采用紫外光光度法[20]。

1.3.3 葉綠素、脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）測(cè)定 使用便攜式葉綠素儀（SPAD-502）測(cè)量葉片的葉綠素含量。采用酸性茚三酮顯色法測(cè)定脯氨酸（Pro）含量[17]，采用硫代巴比妥酸法測(cè)定MDA含量[21]。

1.3.4 野生大豆耐淹性綜合評(píng)價(jià) 將試驗(yàn)測(cè)定的相關(guān)指標(biāo)數(shù)值轉(zhuǎn)換為隸屬函數(shù)值，通過(guò)綜合隸屬函數(shù)法中的正向轉(zhuǎn)換公式（1）計(jì)算各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值；若某指標(biāo)與耐淹性為負(fù)相關(guān)，則用負(fù)向指標(biāo)公式（2）計(jì)算隸屬函數(shù)值。對(duì)每個(gè)材料各項(xiàng)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值求和并計(jì)算其平均值，最終得到綜合隸屬函數(shù)值并進(jìn)行排名以評(píng)價(jià)不同野生大豆材料的耐淹性，數(shù)值越大表示耐淹性越強(qiáng)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

用Excel 2016對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS 26.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地區(qū)野生大豆資源耐淹時(shí)間比較

由表2可知，不同地區(qū)野生大豆材料葉片變黃時(shí)間的差異較大，變化區(qū)間為7～18 d，其中，10 d以下的材料有F2（7 d）和G1（8 d），15 d以上的材料有A3（17 d）與A4（18 d），其余地區(qū)供試材料均在10～13 d之間。結(jié)果表明，A3與A4耐淹時(shí)間較長(zhǎng)，F(xiàn)2與G1耐淹時(shí)間相對(duì)較短。

2.2 淹水脅迫對(duì)野生大豆抗氧化酶活性的影響

由表3可知，淹水脅迫處理下，16個(gè)供試野生大豆材料的3種抗氧化酶活性較CK均有所下降。對(duì)比SOD活性降幅數(shù)值，A4最?。?1.38%），A3次之（15.31%）；F2最大（49.84%），D1次之（48.01%）。對(duì)比POD活性降幅數(shù)值，A4最?。?.26%），A3次之（6.79%）；F2最大（40.80%），G2次之（35.53%），其余供試材料POD活性數(shù)值降幅在9%～24%之內(nèi)。對(duì)比CAT活性降幅數(shù)值，A3最?。?.98%），A4次之（10.26%）；F2最大（23.62%），D1次之（22.83%），其余供試材料CAT活性數(shù)值降幅在15%～21%之內(nèi)。綜上可知，在淹水脅迫條件下，綜合比較抗氧化酶活性指標(biāo)，A3與A4變化幅度偏小，F(xiàn)2變化幅度最大。

2.3 淹水脅迫對(duì)野生大豆葉綠素、MDA和Pro含量的影響

由表4可知，淹水脅迫條件下，16個(gè)供試材料的葉綠素含量均低于CK，MDA和Pro含量均高于CK。葉綠素含量指標(biāo)下，A3降幅最?。?2.50%），A4次之（14.43%），含量變化較大的是G1（49.61%）和G2（42.20%）。與CK相比，MDA含量變化數(shù)值對(duì)比，其中A3增幅最小（10.60%），A4次之（12.19%），含量變化較大的是F2（95.19%）和C2（76.53%）。Pro含量指標(biāo)下，A4增幅最大（45.82%），A3次之（44.64%），含量變化最小的是F2（7.68%），其余試驗(yàn)材料增幅均在11%～26%之間。以上結(jié)果表明，在淹水脅迫條件下，對(duì)比葉綠素、MDA和Pro含量指標(biāo)，A3與A4受影響較小，F(xiàn)2受影響最大。

2.4 不同地區(qū)野生大豆資源耐淹性綜合評(píng)價(jià)

選擇SOD活性、POD活性、CAT活性、葉綠素含量、MDA含量及Pro含量這6個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量不同野生大豆資源的耐淹性。由表5可見(jiàn)，16份種質(zhì)資源的綜合隸屬函數(shù)值介于0.041～0.974之間；綜合隸屬函數(shù)值大于0.9的種質(zhì)資源有2個(gè)，分別是A4（0.974）和A3（0.925），說(shuō)明這2個(gè)地區(qū)采集的野生大豆材料耐淹性強(qiáng)；A2、C3、E1、E2、F1、B1和B2的綜合隸屬函數(shù)值在0.515～0.627之間，耐淹性適中；A1、C1、C2、D1、G2和G1地區(qū)的綜合隸屬函數(shù)值在0.307～0.483，耐淹性較弱；F2的綜合隸屬函數(shù)值最低（0.041），耐淹性最弱。

3 討論與結(jié)論

作物在不同生長(zhǎng)階段都會(huì)受到水分脅迫的直接或間接影響[24]，淹水脅迫環(huán)境使植物體內(nèi)的生理環(huán)境發(fā)生變化，進(jìn)而影響植物體內(nèi)抗氧化物質(zhì)的代謝合成[25-26]。植物在受到淹水脅迫時(shí)會(huì)釋放出大量活性氧（ROS），ROS的過(guò)量積累會(huì)使細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化導(dǎo)致H2O2與MDA含量上升，影響植株的正常生長(zhǎng)代謝[27-28]?？寡趸赶到y(tǒng)主要包含SOD、POD和CAT等，其中SOD能有效轉(zhuǎn)化ROS中的超氧化物，將其分解為H2O2和水，即使SOD分解出的H2O2屬于ROS，POD和CAT的存在仍可將H2O2分解為氧氣和氫氣[29]，這些抗氧化酶共同作用使細(xì)胞內(nèi)ROS濃度降低以減輕植物氧化損傷。有研究指出，淹水脅迫會(huì)破壞大豆葉片細(xì)胞防御機(jī)制的平衡，導(dǎo)致MDA和Pro的含量明顯上升并使葉片中的SOD、POD和CAT的活性下降[5，30]。隨著脅迫持續(xù)時(shí)間的延長(zhǎng)，大豆清除活性氧的能力持續(xù)下降，致使與活性氧有關(guān)的代謝紊亂，加劇細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化程度，損害大豆葉片的正常生長(zhǎng)并影響植株的光合作用[31]。試驗(yàn)結(jié)果中，與CK比較，淹水脅迫下大豆幼苗葉片部位的MDA和Pro含量升高，3種抗氧化酶活性下降，葉綠素含量降低，與前人研究一致。此外，不同地區(qū)采集的野生大豆材料耐淹性表現(xiàn)差異較大，其中葉片變黃時(shí)間區(qū)間為7～18 d；SOD、POD和CAT活性降幅區(qū)間分別為11.38%～49.84%、6.26%～40.80%和8.98%～23.62%；葉綠素含量降幅在12.50%～49.61%之間，MDA、Pro增幅區(qū)間分別為10.60%～95.19%和7.68%～45.82%；試材的綜合隸屬函數(shù)值介于0.041～0.974之間。造成不同地區(qū)種質(zhì)間抗淹水脅迫能力差異較大的原因和影響因素有待進(jìn)一步探明。

綜上所述，淹水脅迫條件下，供試野生大豆體內(nèi)MDA與Pro含量均高于對(duì)照，測(cè)定的3種抗氧化酶及葉綠素含量均低于對(duì)照。通過(guò)隸屬函數(shù)綜合分析，與其他采集地供試材料比較，望江縣采集的A3與岳西縣采集的A4這2個(gè)野生大豆材料耐淹能力較強(qiáng)，鳳陽(yáng)縣九天農(nóng)業(yè)科技園采集的野生大豆材料F2耐淹能力較差。

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（責(zé)任編輯：彭靜瀾）