播期对不同熟期组大豆品质的影响

为明确不同播期对大豆品质的影响,本研究以东北地区不同熟期组(早、中、晚)的20个大豆品种为试材,探讨了不同播期(5月13日、5月23日、6月2日、6月12日和6月22日)条件下大豆蛋白质含量、脂肪含量、蛋脂总量等品质指标的变化规律。结果表明:整体而言,播期推迟在10 d以内,对大豆品质影响较小,推迟10~20 d,对蛋白质含量的影响大于对脂肪含量影响,推迟20 d以上,各项品质指标与第1期差异达到显著或极显著水平,推迟40 d时,蛋白质含量和脂肪含量均极显著下降,达到最低值。本研究进一步分析了不同熟期组大豆品质对播期推迟的响应。结果表明:大豆品质指标随播期推迟而变化的趋势与品种的生育日数(即熟期)密切相关,不同熟期组间存在较大差异,播期推迟越晚导致早熟组大豆平均蛋白质含量降低的幅度越大,第3期(6月2日)及以后各期蛋白质含量较第1期(5月13日)下降达到显著、极显著水平,中熟组和晚熟组大豆的蛋白质含量分别在6月2日和6月12日前,差异不显著;晚熟组大豆脂肪含量随播期推迟显著下降,且下降幅度逐渐扩大,早熟组和中熟组大豆的脂肪含量分别在6月2日和6月12日下降未达显著水平;不同熟期组的大豆蛋脂总量总体上随播期的推迟而下降,其下降趋势与蛋白质含量的变化规律基本一致,即早熟组大豆在晚播10 d以上时,蛋脂总量显著下降,而中熟组、晚熟组大豆蛋脂总量分别在6月12日和6月2日播种,蛋脂总量相对稳定;不同熟期组大豆晚播30 d以上时,各项品质指标均会出现严重下降。本研究为沈阳地区晚播大豆的品质预测提供重要参考依据。

大豆种质抗旱性评价及抗旱候选基因的挖掘

【目的】综合运用不同抗旱评价指标,筛选大豆优异抗旱种质,发掘重要抗旱基因,为大豆抗旱分子育种提供理论基础。【方法】利用188份大豆种质资源,于2018、2019、2020和2021年测定正常供水和干旱胁迫下的单株荚数、单株生物量和单株产量,利用抗旱指数、改进抗旱指数、加权抗旱系数和加权抗旱指数等参数鉴定大豆种质的抗旱性,通过全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)检测与大豆抗旱参数显著相关的SNP(single nucleotide polymorphisms)标记,并结合干旱胁迫下大豆幼苗叶片基因表达谱分析,筛选抗旱候选基因。【结果】188份大豆种质资源的抗旱指数、改进抗旱指数、加权抗旱系数和加权抗旱指数存在广泛变异,分别利用逐级分类法将供试材料划分为5个等级。其中,辽豆15、辽豆69、辽豆14、金杖子黄豆、中黄606、科新3号、Koreane 4等7份种质在不同评价方法中均被鉴定为一级抗旱。对抗旱指数、改进抗旱指数、加权抗旱系数和加权抗旱指数进行GWAS分析,共定位到15个显著关联的SNP位点能够在多环境下稳定表达,这些位点对表型变异的贡献率为12.46%—25.60%。在显著SNP位点上、下游各200 kb区间内共有注释基因226个。通过对抗旱品种辽豆14和干旱敏感型品种辽豆21在干旱胁迫下进行转录组测序和实时荧光定量PCR分析,鉴定出32个注释基因受干旱胁迫诱导显著差异表达。其中,Glyma.02G182900、Glyma.04G012400、Glyma.06G258900、Glyma.15G100900、Glyma.01G172600、Glyma.04G012300、Glyma.01G172200和Glyma.04G010300等8个候选基因分别编码钙依赖性蛋白激酶、通用应激蛋白A、G型凝集素S受体样丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、蛋白磷酸酶2C、异黄酮还原酶、异黄酮还原酶同源物、生长素蛋白和bZIP转录因子。【结论】综合运用不同抗旱参数,在188份大豆种质资源中筛选出7份抗旱种质资源,鉴定了15个与抗旱参数显著关联的SNP位点,并鉴定出抗旱候选基因8个。

不同遗传背景大豆杂交F_2代脂肪含量遗传分析

选用11个脂肪含量不同的大豆品种配置6个杂交组合,对遗传背景不同的大豆杂交组合F2代脂肪含量遗传变异进行分析,并对脂肪含量与蛋白质含量和主要农艺性状进行相关分析。结果表明:(1)双亲脂肪含量高,其F2代脂肪平均值高,F2代脂肪含量与中亲值呈极显著正相关;(2)F2代脂肪含量存在广泛的变异,遗传变异的大小与杂交组合的遗传丰度和双亲脂肪含量差值密切相关;(3)F2代脂肪含量超亲率随着双亲脂肪含量差值的增大而减少;(4)大豆脂肪含量与蛋白质含量、百粒重和底荚高呈极显著负相关,与单株粒数和株高呈极显著正相关。

大豆发酵乳加工研究进展

利用单一或复合益生菌株对大豆进行发酵,其发酵乳成为一种健康的植物基发酵食品。根据大豆发酵乳相关试验研究与报道,从原料处理方式、营养物质变化、新型产品开发等方面入手,探讨大豆发酵乳研究进展,为开发大豆发酵乳制品和丰富发酵乳产品种类提供技术参考。

豆渣膳食纤维改性及在食品中应用研究进展

作为一种功能性食品基料,膳食纤维被广泛应用于食品工业。膳食纤维不能被人体消化吸收,具有重要的生理活性和生理功能,被称为“第七大营养素”。豆渣是大豆加工的副产物,其膳食纤维含量达50%以上,但可溶性膳食纤维含量低,限制其在食品加工中的应用。首先从物理法(超微粉碎、挤压膨化、蒸汽爆破等)、化学法(盐酸、过氧化氢等)、生物法(酶、微生物发酵等)和联合法(酶-超声-蒸煮、挤压-酶法等)等方面,对豆渣中膳食纤维的改性制备进行了阐述和总结,并对豆渣膳食纤维在面制品、饮料制品、乳制品、肉制品等不同食品加工领域中的应用进行了介绍,为合理开发和利用豆渣膳食纤维提供参考。

高产条件下大豆品种辽豆32产量构成与干物质分配特性分析

分析高产大豆品种辽豆32在辽宁朝阳、阜新、沈阳、铁岭和丹东等地区的产量表现及其在不同产量水平下主要农艺性状的差异,明确高产条件下该品种的产量构成与干物质分配特性,为辽宁省大豆高产创建提供理论依据。结果表明,朝阳地区通过密植和高肥处理,在14784株/667m^(2)密度条件下获得了352.73 kg/667m^(2)产量,相比于其他4个地区常规条件下产量提高36%~112%。不同产量水平下辽豆32的株型、产量结构和干物质分配特点存在显著差异。辽豆32在高产条件下具有较高的株高和主茎节数,并且在主茎第13~16节位间具有较多的着荚数,同时具有较高的每荚粒数、单株粒数和单株粒重。高产条件下高密度群体导致辽豆32表现为主茎优势型,植株干物质主要积累于主茎着荚及其籽粒中,主茎着荚及籽粒干物质所占比例显著高于常规密度群体。辽豆32主茎和分枝自我调节能力较强,在适宜地区构建高密度群体是获得高额产量的重要基础。

超高产大豆砧木对不同年代育成品种光合生理指标和产量性状的影响

【目的】研究以超高产大豆品种为砧木嫁接不同年代育成品种,旨在明确嫁接超高产品种的根系对接穗品种叶片生理指标的影响,从而揭示根系改良在大豆育种中的作用。【方法】以来自相同的祖先亲本(Williams和Amsoy)且地理纬度相同的美国俄亥俄州和中国辽宁省不同年代育成的11个代表性大豆品种为接穗,采用劈接法,于子叶期分别与超高产大豆品种辽豆14和中黄35的砧木进行嫁接,其中,以11个不同年代育成品种的自身嫁接处理与不嫁接处理作为对照。在盆栽条件下,于R1、R2、R4、R5、R6期测定植株叶片的光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶色值,于成熟期收获后对植株进行考种,测定植株的单株粒数、百粒重和单株产量。【结果】不同生育时期大豆品种的根系活力均表现为辽豆14>中黄35>11个不同年代育成品种,R5期和R6期达到显著或极显著差异水平。叶片的光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶色值均呈单峰曲线变化,其中,光合速率、气孔导度、蒸腾速率于R2期达到高峰值,叶色值于R4期达到高峰值,而后开始呈下降趋势。不同年代育成品种在不嫁接与自身嫁接条件下具有相似的变化曲线,而嫁接于超高产品种辽豆14和中黄35的砧木后,曲线下降较缓慢。R5至R6期间,嫁接于自身砧木上的植株其叶片的光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶色值平均每天分别下降1.43%、3.67%、3.38%和0.82%,而嫁接于超高产品种砧木上的植株相应下降了1.11%、3.26%、2.05%和0.48%。不同年代育成品种在自身嫁接与不嫁接条件下,其单株粒数、百粒重、单株粒重无显著变化,而与自身作砧木的植株相比,嫁接到超高产品种辽豆14或中黄35砧木上后,其单株粒数、百粒重和单株产量分别提高了2.82%、9.36%和10.60%,且当代品种的增幅要大于中期品种和共同亲本。【结论】超高产品种辽豆14和中黄35根系在生殖生长期具有较高的生理活性。嫁接超高产品种砧木可以有效减缓不同年代大豆品种生育后期的叶片光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶色值的下降速率,增强植株的光合能力,进而提高产量。因此,在未来大豆育种工作中,应该更加注重根系的遗传改良。

超高产大豆砧木对不同年代育成品种农艺性状的影响

以超高产大豆品种为砧木嫁接不同年代育成品种,旨在明确超高产品种砧木对农艺性状的影响,从而揭示根系改良在大豆育种中的重要作用。以来自相同的祖先亲本(Williams和Amsoy)且地理纬度相同的美国俄亥俄州和中国辽宁省不同年代育成的代表性大豆品种为接穗,分别与超高产大豆品种辽豆14和中黄35进行嫁接,成熟期测定植株农艺性状。结果表明:嫁接处理对大豆品种的农艺性状存在显著影响。自身嫁接的植株与不嫁接植株相比,其农艺性状没有显著变化。与品种自身作砧木的植株相比,嫁接到超高产品种辽豆14或中黄35砧木上时,不同年代育成品种的株高、主茎节数、分枝数等性状没有显著变化,但单株荚数、百粒重、粒茎比和单株粒重会显著提高。其中,与品种自身作砧木的植株相比,嫁接到超高产品种砧木上,共同亲本、俄亥俄中期、辽宁中期、俄亥俄当代、辽宁当代的大豆品种单株产量分别提高了4.5%、6.9%、9.4%、15.7%、19.9%。由此说明,根系改良会带来大豆品种产量的大幅度提高。

国内外大豆种质耐荫性综合评价及相关鉴定指标的筛选

为探讨大豆耐荫胁迫评价方法,筛选鉴定大豆耐荫性状指标,建立科学可靠的耐荫性评价的数学模型,采用盆栽的方法,设遮光和自然光照2个处理,成熟期考种测量株高(X_1)、主茎节数(X_2)、节间长度(X_3)、分枝数(X_4)、单株荚数(X_5)、单株生物量(X_6)、单株产量(X_7)、表观收获指数(X_8)及百粒重(X_9),对82份国内外大豆种质资源进行耐荫性评价,并根据耐荫性数学评价模型确定合理高效的耐荫性鉴定指标。结果表明:通过主成分分析将9个单项性状转换为4个相互独立的综合指标,代表了全部数据83.155%的信息量;通过隶属函数法计算综合耐荫评价值(D),并进行聚类分析,将82份国内外大豆种质按照耐荫性的强弱划分强耐荫、中度耐荫和弱耐荫3种类型,筛选出14个强耐荫型大豆种质;通过逐步回归建立大豆耐荫性评价数学模型,D=0.024+0.148X_2-0.094X_3-0.088X_5+0.408X_7+0.236X_9(R^2=0.997),并筛选出5个鉴定指标,分别是主茎节数、节间长度、单株荚数、单株粒重和百粒重;综合聚类和逐步回归结果发现,强耐荫型大豆种质在遮光处理条件下具有较多的主茎节数,较短的节间长度和较高的单株荚数和单株产量。

不同嫁接方式下大豆对干旱胁迫的响应

为明确大豆地上和地下部分对干旱胁迫的响应及对产量的影响,以用于大豆抗旱改良,利用耐旱型品种辽豆14与干旱敏感型品种辽豆21进行相互嫁接,采用盆栽试验,在结荚期进行水分胁迫处理(土壤含水量保持在田间持水量的50%)13 d后,测定大豆叶片相关生理指标和各器官生物量。结果表明,水分胁迫使辽豆21自身嫁接植株叶片的叶色值、叶面积、PSⅡ系统光化学量子产量Y(Ⅱ),调节性能量热耗散Y(NPQ)、最大电子传递速率ETRmax、半饱和光强下最小饱和光强Ik显著降低,非调节性能量热耗散Y(NO)显著提高。无论以哪个品种为砧木,与辽豆21相比,辽豆14作为接穗始终具有较高的叶色值、叶面积、Y(Ⅱ),Y(NPQ)、ETRmax和Ik,从而获得较高的植株生物量。另外,干旱条件下,辽豆14作为砧木具有较高的根系活力,能使辽豆21接穗的叶面积、Y(Ⅱ),Y(NPQ)、ETRmax和Ik显著提高,最终获得荚重的增加。由此说明,大豆PSⅡ性能和物质生产能力主要由地上部叶片特性决定,但干旱下大豆的生长也会受到根系生理活性的影响。

辐射诱变对不同遗传背景大豆杂交后代蛋白质和脂肪含量改良

高蛋白材料匮乏及选育方法单一是辽宁省高蛋白大豆育种中的两个突出问题。为探索高蛋白大豆种质资源创新有效途径,本研究以辽宁省农业科学院选育的辽04Q086、辽08020、辽05086和辽06Q003高蛋白品系为母本,与河北省沧州市农林科学院选育的高蛋白品种沧豆10号进行有性杂交,并对亲本及杂交F_2代进行不同剂量的辐射诱变处理,分析了不同剂量辐射诱变对不同受体的籽粒蛋白质和脂肪含量的改良效果。结果表明:4个大豆品系与沧豆10号杂交衍生的F_3代植株中,低蛋白高脂肪类型所占比例最高,达到了45.0%。4个大豆品系经辐射诱变(^(60)Coγ-14000和^(60)Coγ-16000)衍生的M_1代中,低蛋白高脂肪类型所占比例也分别达到42.5%和40.0%。然而,以杂交F_2代种子为受体进行不同剂量辐射诱变衍生的M_1代植株中,高蛋白低脂肪类型所占比例最高,分别为35.0%和27.5%,蛋白质含量最高达47.0%。本研究表明,以不同遗传背景的高蛋白大豆杂交,并结合辐射诱变选育高蛋白材料是可行的。

基于嫁接技术评价不同耐旱型大豆根系对叶片光合参数的影响

为阐明不同耐旱型根系的生理特征及其对叶片光合参数的影响,从而为大豆根系改良和抗旱育种提供理论依据,采用嫁接技术,以干旱敏感型品种辽豆21作为共同接穗,分别与22份辽宁省育成大豆品种砧木嫁接,评价22份根系对植株抗旱性的贡献能力。采用盆栽试验,在结荚期设置正常供水(80%田间持水量)和干旱胁迫(50%田间持水量)处理,控水后15 d测定根系生理性状,成熟期根据产量性状计算各嫁接植株的耐旱隶属函数值。结果表明:不同嫁接植株的耐旱隶属函数值为0.23~0.84,根据聚类分析将22个品种砧木分别划分为6个干旱敏感型、10个中间型和6个耐旱型。正常供水条件下,不同类耐旱型砧木的根系伤流液重量和根系活力无显著差异,但干旱胁迫下表现为:耐旱型>中间型>干旱敏感型。干旱胁迫下,嫁接干旱敏感型砧木的大豆植株的叶片相对含水量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率下降幅度最大,而嫁接耐旱型砧木的大豆植株则仍能维持较高的叶片相对含水量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率。由此说明,干旱下耐旱型根系具有较强的生理活性,从而能够提高大豆植株的抗旱性。

基于隶属函数值法评价大豆种质资源耐荫性

对东北大豆种质资源耐荫进行鉴定,为东北地区耐荫性育种及大面积推广大豆间套作种植技术提供理论依据。采用盆栽的方法,设遮光和自然光照2个处理,成熟期测量株高、底荚高度、主茎节数、有效分枝数、单株荚数、单株粒数、百粒重和单株粒重,对90份大豆种质资源进行耐荫性评价。结果表明,遮光胁迫处理使大豆主茎节数、有效分枝数、单株荚数、单株粒数、百粒重和单株粒重分别极显著降低,但不同大豆品种(系)对遮光处理响应程度存在差异。利用隶属函数值法将90份大豆种质资源分为3类,分别为15份不耐荫型、60份中间型和15强耐荫型。筛选出的强耐荫大豆种质资源不仅可为大豆耐荫品种选育提供重要遗传基础材料,并且部分优异品种可作为间套作模式下主栽品种进行大面积推广种植。

不同土壤水分下大豆根冠互作对产量和农艺性状的影响

为明确不同土壤水分下大豆根冠互作对产量和农艺性状的影响,为大豆抗旱育种提供理论依据,利用耐旱型品种辽豆14与干旱敏感型品种辽豆21进行相互嫁接,在结荚期设置正常供水(80%田间持水量)和水分胁迫(50%田间持水量,持续20 d)处理,成熟期测定主要农艺性状。试验结果表明,大豆地上部农艺性状和产量主要由地上部基因型决定,但水分胁迫下也会受到根系基因型的影响。正常供水与水分胁迫下,与辽豆21相比,辽豆14接穗的株高平均提高24.3%和14.8%,主茎节数分别平均提高19.6%和15.3%,分枝数分别平均提高60.2%和90.6%,单株生物量平均提高57.1%和87.1%,单株荚数平均提高70.0%和92.3%,分枝荚数平均提高159.9%和197.9%,分枝瘪荚率平均降低57.8%和60.4%,最终单株粒重平均提高19.9%和54.9%。与辽豆21自身嫁接植株相比,水分胁迫下,嫁接辽豆14砧木使单株荚重、单株荚数、单株粒数、百粒重和单株粒重分别显著提高了45.8%、27.4%、21.7%、5.2%和20.4%,产量性状的提高与主茎第9~15节位间有效荚数的提高有关。因此,通过地上部与根系的协同改良是提高大豆抗旱性的重要途径。

东北春大豆种质资源抗旱性评价

为丰富大豆抗旱种质资源,为大豆抗旱育种提供理论依据,对157份东北春大豆种质资源在辽宁西部半干旱地区设置田间自然抗旱鉴定试验,利用加权抗旱系数法综合评价大豆种质资源抗旱性。结果表明,干旱胁迫显著降低了株高、单株生物量和单株粒重,但不同基因型大豆对干旱胁迫的响应程度存在差异。利用加权抗旱系数筛选出9份干旱敏感型材料,129份中间型材料,19份耐旱型材料。这些耐旱型大豆种质资源可为干旱、半干旱区大豆生产提供品种保障,为大豆抗旱育种提供重要遗传基础材料。

辽西半干旱地区氮、钾施肥量对大豆生长发育的影响

采用辽西地区主栽大豆品种辽豆15为试材,探索不同氮、钾配比水平下大豆鼓粒期的主茎节数、单株荚数、百粒重和总粒等相关指标。结果表明,在钾肥为推荐最佳施肥量时,随着氮肥施用量的增加,大豆鼓粒期主茎节数、百粒重和总粒重呈提高趋势。在氮肥为推荐最佳施肥量时,钾肥施用量减半条件下具有最高的主茎节数、单株荚数、百粒重和总粒重。因此,在大豆栽培种植过程中要注重氮、钾复合肥料的合理施用。

基于嫁接评价不同大豆品种根系对籽粒产量的贡献

利用嫁接技术创造的试验平台评价不同大豆品种根系对地上部籽粒产量的贡献能力,并明确其与根系性状的关系,为大豆根系改良提供理论依据。采用22份辽宁省育成大豆品种作为砧木,分别与辽豆21接穗进行嫁接,分别在不同土壤水分条件下测定根系性状以及籽粒产量,并以辽豆21自身嫁接作为对照,将各嫁接植株的增产比定义为根系贡献值。结果表明,不同嫁接植株的籽粒产量存在极显著差异。正常供水条件下22份大豆品种的根系贡献值为-33.61%~26.77%,而水分胁迫下根系贡献值为-29.26%~62.80%。在正常供水下,大豆根系贡献值与根长、根系表面积、根系体积、根系组织密度的相关性不显著,但与根系干质量和根冠比呈极显著负相关。水分胁迫下,大豆根系贡献值与根长、根系表面积、根系体积、根系干质量、根冠比和根系组织密度呈极显著负相关。由此说明,能够以较少的干物质投入形成发达的根系的大豆种质资源对于大豆高产、抗旱育种具有重要的利用价值。

大豆冠层耐萎蔫的生理与遗传研究进展

干旱是导致大豆减产的最主要环境胁迫因子。干旱胁迫后冠层萎蔫程度是植株内部水势情况和保护调节情况的外部形态表现,可直接反映大豆的抗旱状况。实践证明,耐萎蔫性状的改良将是实现抗旱性与丰产性协同改良的重要途径。为了更加清晰地了解冠层耐萎蔫与抗旱性及产量的关系,指导耐萎蔫型大豆品种的选育工作,本文围绕着大豆耐萎蔫性状的生理机制和相关基因挖掘的研究进展进行了综述。受限于耐萎蔫优异种质资源及基因资源的匮乏,我国大豆耐萎蔫相关育种工作相对滞后。为此,从如何建立大豆耐萎蔫资源鉴定体系及基因挖掘等方面提出了建议,并认为耐萎蔫基因的挖掘不仅可以为大豆抗旱育种提供基因资源,也为深入解析大豆抗旱基因演化及调控网络奠定基础。