“S001草实兼用杂交野大豆”品种选育及品比试验研究报告

“S001草实兼用杂交野大豆”是由内蒙古农业大学和通辽市国有查金台牧场共同培育的草实兼用型新品种,于2013年在内蒙古注册登记。该杂交育种工作是从1980年开始的,经过多年连续单株选育,形成稳定株系。在此基础上,确定了品系“S001”,奠定了培育新品种的基础。育种的目的是为了在利用中有效保护渐危的野大豆种质资源,并为短周期草田轮作和促进农区草牧业发展提供豆科品种材料。通过2011-2012年在查金台牧场、呼和浩特市和包头市萨拉齐三地的品比与生产试验,认为品系“S001”干草产量和籽实产量都较野大豆有很大提高,品质未下降,适应区域大幅扩展。登记品种后的试验表明,“S001草实兼用杂交野大豆”既可以作为饲草利用,也能作为籽实饲料利用,具有很好的应用前景。

不同尺度下野大豆种群的遗传分化

为了阐明不同尺度范围内野大豆种群的遗传分化情况 ,应用随机扩增多态性 DNA( RAPD)方法 ,分别对我国 5个纬度 8个不同地点的野大豆 ( Glycine soja)种群及浙江金华地区 5个野大豆种群 ,进行了分子生态学研究。根据 RAPD数据计算相似系数及遗传距离并进行聚类分析 ,发现无论是不同纬度野大豆种群还是金华地区野大豆小种群均存在较高的遗传变异 ,且不同纬度野大豆种群间的遗传变异与地理纬度有一定正相关。在对金华地区野大豆种群遗传多样性的研究中 ,利用 Shannon指数估算了 5个野大豆种群的遗传多样性 ,发现大部分的遗传变异存在于野大豆种群间 ( 78.5 %) ,只有少部分的遗传变异存在于种群内。本文就此探讨了不同尺度下野大豆种群的遗传多样性与环境因子的关系 ,并对其成因及维持机制进行了讨论。

盐胁迫对盐生野大豆生长和离子分布的影响

以一年生栽培大豆品种 (L ee68,耐盐性较强 )和野生大豆品系 (N2 32 32 ,耐盐性较弱 )为参照 ,以水培结合盐土种植的方法 ,从生长速率、电解质渗漏率和离子分布等方面 ,研究了盐生野大豆品系 (BB5 2 )的耐盐机理。结果表明 ,盐胁迫下 ,该品系幼苗生长受抑程度最轻 ,电解质渗漏率升幅最小。根系吸收的 Na+ 、Cl-向地上部 (尤其是叶片 )的运输较少 ,而对 K+ 的选择性较强。

耐盐性不同的野大豆种子和幼苗对等渗水分和NaCl胁迫的响应

用等渗(-0.53 MPa)PEG-6000、NaC l、Na+-盐和C l--盐溶液分别处理野大豆种群BB52(耐盐性较强)和N23232(耐盐性较弱)的种子和幼苗。结果表明:除PEG处理对两种群种子发芽无明显影响外,其余各等渗盐处理下其相对发芽率均显著下降,其中Na+-盐处理下降最明显;两种群所有处理幼苗的叶片相对电解质渗漏率和丙二醛(MDA)含量显著增加,叶绿素含量和叶绿素荧光参数值(PSⅡ最大光化学效率,Fv/Fm;光合电子传递速率,ETR)显著下降。这些处理对N23232的影响大于BB52,其中Na+-盐的影响最大,PEG影响最小。可见,NaC l胁迫对野大豆造成的伤害中,离子毒害较渗透胁迫重,其中又以Na+毒害大于C l-毒害。

盐生野大豆的异黄酮积累及其生态学意义

以自然生长在盐碱地上的野大豆(Glycine soja)和不耐盐的栽培大豆(G.max)为材料,测定了它们在不同盐度条件下叶片、根部和种子的异黄酮含量,并测定了它们叶片的L-苯丙氨酸含量和苯丙氨酸裂解酶(PAL)活性,还测定了它们根部的结瘤量和固氮酶活性。通过两者比较,分析了它们的大豆异黄酮代谢和盐渍环境的关系。结果表明:盐渍处理不抑制盐生野大豆PAL酶的活性,其大豆异黄酮大量积累;相反,盐渍处理明显抑制栽培大豆PAL酶活性,其大豆异黄酮含量减少,而大豆异黄酮合成前体L-苯丙氨酸积累。结果还显示:在盐渍条件下,盐生野大豆根部异黄酮积累的同时,其根瘤结瘤量较多,且固氮酶活性也较高;而栽培大豆随着其根部异黄酮的减少,其根瘤结瘤量大大减少,且固氮活性大大下降。野大豆和栽培大豆的这些差别说明:盐生野大豆积累大豆异黄酮有其生态学意义,这很可能是野大豆通过异黄酮次生代谢途径适应盐渍环境的一种重要机制。

野大豆种群转座子和转录因子的多样性和分子适应

对环境变化的适应机理一直是进化生物学和生态学长期争论的核心课题。根据适应逆境的生态学和分子生理的最新进展,设想逆境诱导转座子的转座,影响转录因子的表达,随即改变一系列抗性基因的表达水平,抗性种群快速适应形成;由此可能建立一个统一的进化理论。从黄河入海口野生大豆(Glycine soja)盐渍种群植株DNA扩增到一段干旱应答元件结合蛋白基因(DREB)序列,称为GsDREB1。克隆了一个全长的类Gypsy逆转录转座子整合酶基因序列,称为GsINT。种群内各植株该序列有多个拷贝,植株间存在限制片段长度多态性。根据所得的这两个序列,设计并合成包括GsINT 5′上游保守序列的Gs-1等若干引物,试图检测野大豆基因组中GsDREB1的5′上游是否存在逆转录转座子整合酶序列。将GsDREB1标记为探针,Southern杂交表明用Gs-1为正向引物GmDR1为逆向引物所扩增的产物既是多拷贝而又与GsDREB1高度同源。这一对引物扩增和部分测序的结果暗示逆转录转座子有的插入DREB的5′上游,种群内外植株间显现两基因间隔长度的多样性。据此提出抗性种群形成即适应进化分子机理的下列假说。正常种群主要由非抗性普通植株组成。当环境发生变化处于逆境条件时,种群内植株转座频率大大增加。转座子非定向地插入基因组。多数突变中性,不影响表型。少数插入到转录因子的5′上游或其编码区,可促进或阻抑其表达,由此引发转录因子所控制的抗性基因网络表达的增加或减少,抗性相应增加或降低。总的结果是在短时间内就能积累包括高抗性植株在内的有各种抗性水平的个体;对逆境敏感的个体不断地被自然选择所淘汰,但逆境不断诱导其产生,少数植株有可能利用逆境减弱的较短时间完成发育得以生存下来。此假说可以解释逆境条件下的植物种群为什么能快速形成而有更高的遗传多样性;又为什么抗性种群在高抗性植株产生的同时有时存在敏感植株。逆境促进的转座改变转录因子基因表达可能是植物生理和形态快速进化的一般分子机理。

盐胁迫对野大豆种子萌发特性的影响

野大豆(Glycine sojaSieb.et Zucc)为中国特有种,是栽培大豆的野生近缘种,国家Ⅱ级保护植物。探讨了盐(NaCl)胁迫下野大豆种子的萌发特性,结果表明,随盐浓度的升高,发芽率、发芽指数、发芽势及幼苗活力指数均呈下降趋势,轻微的低盐浓度可促进种子萌发;胚芽和胚根的生长受盐胁迫抑制明显,而低浓度盐可促进胚根的生长;胚芽是对盐分胁迫较敏感的部位。

盐胁迫对一年生盐生野大豆幼苗活性氧代谢的影响

以国际上通用的栽培大豆品种Lee68(耐盐性较强)和非盐生野大豆N23232种群(耐盐性较弱)为参照材料,研究了在低盐(150mmol·L-1NaCl)和高盐(300mmol·L-1NaCl)胁迫下,盐生野大豆BB52种群幼苗体内的O-·2水平和MDA含量,活性氧清除酶系统中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等酶活性,以及抗坏血酸(AsA)、类胡萝卜素(Car)、谷胱甘肽(GSH)等活性氧清除物质含量的变化。结果表明,在150和300mmol·L-1NaCl胁迫2d时,盐生野大豆BB52种群幼苗根和叶中的O-·2产生速率下降,SOD活性上升,其中叶片表现明显,且叶中APX活性也有增加。在不同浓度NaCl胁迫下,根中MDA含量均未见明显上升,叶片中略有增加。叶中AsA、Car和GSH含量均上升,且升幅相对较大。

野大豆茎叶水浸液对4种牧草的化感效应探究

为探究野大豆(Glycine soja)与其它草本植物混生区会逐渐演变为以野大豆为单一优势种草地的机理,该研究采用培养皿滤纸发芽法,以野大豆为供体植物,黑麦草(Lolium perenne)、狼尾草(Pennisetum)、野大豆和紫花苜蓿(Medicago sativa)为受体植物,研究野大豆茎叶水浸液对这4种牧草种子萌发、幼苗生长和叶绿素含量的影响。野大豆水浸液对4种牧草的种子发芽率、幼苗株高和根长、干物质总量、叶绿素a含量和叶绿素a、b总量均具有抑制作用,对黑麦草、野大豆和紫花苜蓿的叶绿素b含量也均有显著性抑制作用(P<0.05),但对狼尾草叶绿素b含量则有显著性促进作用(P<0.05)。化感作用对不同受体植物或同一受体植物不同部位的影响程度存在差异,幼苗根长的抑制作用明显强于株高;不同受体植物对野大豆茎叶水浸提液化感作用的敏感程度存在差异。

栽培大豆和滩涂野大豆及其杂交后代耐盐性、农艺性状与籽粒品质分析

以栽培大豆和滩涂野大豆杂交组合(N23674×BB52)亲本及其经逐代耐盐性筛选获得的4个F4∶5家系为研究对象,对其苗期耐盐性、农艺性状、籽粒品质进行了分析和比较。结果表明:F44个株系的农艺性状都介于两亲本之间。盐胁迫下F5株系幼苗的耐盐系数、干物质积累和相对生长速率高于母本栽培大豆N23674,其中4076株系最为突出。籽粒品质较其父本BB52种群有明显改善,主要表现在籽粒中蛋白质和多数必需氨基酸、含硫氨基酸含量及氨基酸总量高于双亲,粗脂肪含量介于双亲之间,且接近于其母本N23674;4076和4111株系亚油酸含量超过双亲。

干旱胁迫对野大豆种子萌发和幼苗生长的影响

研究了不同浓度PEG胁迫对野大豆种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:随着PEG浓度的增大,野大豆种子发芽率呈下降趋势;野大豆幼苗生长势与PEG浓度呈负相关关系;野大豆抗旱能力较强。

中国东北地区野大豆及其共生根瘤菌的生态分布与特性研究

中国东北地区野大豆及其共生根瘤菌共生体系资源的生态分布甚广。从5853份的资源中分离获得了快生型大豆根瘤菌331株。从野大豆及其共生根瘤菌共生体系的生物学特性和微生物生理生化特性来分,可以归并成五大类群,它们在质量性状基本是一致的,在数量性状则各不相同,而反映了遗传多样性和进化的规律,为今后共生固氮的深入研究奠定了重要的基础。

航天诱变野大豆SP1群体苗期耐盐性鉴定与评价

土壤盐渍化是制约中国农业生产的重要问题,通过对航天诱变的野大豆材料进行耐盐性评价,筛选高耐盐的野大豆材料对盐碱地的开发利用具有重要的意义。本研究对129份野大豆航天诱变SP1苗期材料用150 mmol·L^(-1)浓度的NaCl进行盐胁迫处理,测定苗期株高、下胚轴长、下胚轴粗(茎粗)、叶绿素含量、单叶干鲜重以及叶面积等11个指标,采用主成分分析、耐盐性综合评价分析以及聚类分析等多元统计分析方法对野大豆突变材料进行苗期耐盐性评价。结果表明盐胁迫下野大豆突变材料农艺性状多态性丰富,变异系数范围为6.45%~51.78%,21 d株高、7d株高和叶面积3个指标受盐胁迫影响较大,并且11个性状指标间存在着不同程度的相关性。以5个主成分综合指标为基础获得综合评价指标D值,根据D值筛选到高耐盐野大豆突变材料10份,耐盐材料53份,中间型材料63份以及3份不耐盐材料。生理指标检测发现过氧化物酶活性在野大豆诱变材料耐盐过程中发挥重要作用。鉴定出的耐盐材料为野大豆耐盐育种特别是栽培大豆的耐盐育种提供了优异种质资源。

NaCl处理对野大豆生理生化特性的影响

为明确NaCl处理条件下野大豆叶片抗氧化酶和有机渗透调节物质的变化,以不同浓度NaCl处理野大豆幼苗,对其抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的变化进行分析。结果显示:随着NaCl浓度的升高,野大豆叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性先升高后降低,而过氧化氢酶(CAT)的活性呈持续下降趋势;丙二醛(MDA)含量在低盐度处理范围内变化不明显,高浓度NaC l处理时明显高于对照;随着NaCl浓度的升高,渗透调节物质脯氨酸含量增加,可溶性糖(SS)呈现先降低后升高的趋势。研究表明:在NaC l处理下野大豆主要通过SOD、POD清除活性氧,脯氨酸可能起到主要的渗透调节作用。

野大豆群体DNA随机扩增产物的限制性内切酶消化

为了提高ＲＡＰＤ方法检测野大豆（ＧｌｙｃｉｎｅｓｏｊａＬ．）群体ＤＮＡ多态性的能力，随机扩增产物用限制性内切酶（ＭｓｐⅠ、ＨｉｎｆⅠ、ＴａｑⅠ、ＥｃｏＲⅠ、ＳａｌⅠ、ＤｒａⅠ和ＨａｅⅢ）消化，通过聚丙烯酰胺凝胶电泳分离后用银染法检测酶切产物，结果发现：１．有的限制性内切酶能够消化野大豆群体ＤＮＡ的随机扩增产物，有的却不能。２．有的限制性内切酶消化无ＲＡＰＤ个体的扩增产物后能够产生多态性ＤＮＡ片段，有的内切酶不能产生。３．有的引物的无ＲＡＰＤ个体的扩增产物经限制性内切酶消化后能够产生多态性的ＤＮＡ片段；有的引物的扩增产物虽然可被内切酶消化，但不能够产生多态性ＤＮＡ片段。实验证明，用限制性内切酶消化扩增产物，确实能够提高ＲＡＰＤ方法检测野大豆群体ＤＮＡ多态性的能力。

浓硫酸处理对黄河三角洲野大豆发芽效果的影响

在对黄河三角洲野大豆Glycine soja人工栽培的研究中,先进行了野大豆种子播种前处理方法的研究,破除其种皮硬实,提高发芽率。试验用98%浓硫酸浸泡加搅拌处理野大豆种子,设3,6,9,12 min及对照5个水平,并分别以滤纸和沙作为培养床进行发芽试验。结果表明,用浓硫酸浸泡加搅拌作用效果明显(P<0.05),其中处理时间为9 min发芽率和发芽势最佳,分别达到100%和99.33%,而不同培养床间发芽率和发芽势差异不显著(P>0.05)。

野大豆的资源价值及其栽培技术

对野大豆的形态习性、资源价值以及栽培技术进行了较为详细的综述,这对保护和合理开发这一濒危野生种质资源,实现生态效益和经济效益的统一具有重要意义。

秦皇岛市野大豆保护措施研究

野大豆为国家Ⅱ级重点保护野生植物,主要分布在东亚北回归线以北,多为零散分布,在育种、药用和食用、饲用等方面具有重要的应用价值。在中国环境管理干部学院北戴河新校区建设工地发现了连续分布面积达1 384 m2的野大豆种群,在国内尚属少见。为此,在综合分析的基础上建议在新校区内建立野大豆自然保护区,在保护这一宝贵植物资源的同时,也开创校园内建立自然保护区的先河。

安化县野大豆资源分布及保护

在对安化县野大豆资源进行调查的基础上,着重探讨了安化野大豆资源保护和合理开发利用的方法,为制定保护措施和开发决策提供科学依据。

江苏沿海湿地野大豆的生物学特性及开发利用

野大豆是栽培大豆的野生近缘种,为国家二级濒危保护植物。野大豆具有高抗逆性和较高的经济价值,在沿海地区开展保护和择地适度扩大栽培,开发野大豆的综合利用价值,对保护濒危植物资源,推动地方经济发展,具有十分重要的意义。