1、大豆种质资源耐老化综合评价及筛选*杨帅1，周若2，赵萌3，张一超2，谢建国4，李广4，王曙明4，齐云峰1，蒋洪蔚4*（1.吉林师范大学生命科学学院，吉林四平136000；2.东北农业大学农学院，哈尔滨150030；3.吉林农业大学农学院，长春130000；4.吉林省农业科学院大豆研究所，长春130033）摘要：种子老化是影响种子活力的重要因素，大豆种子活力影响出苗质量，与大豆高产和稳产密切相关。为筛选抗老化性强、抗衰老敏感的大豆品种，本研究通过高温高湿人工老化处理大豆种子，对346份大豆种质资源的耐老化性进行鉴定。通过分析参试品种发芽率、发芽势、发芽指数指标，明确各指标间的差异性和关联性，采用
2、隶属函数方法对大豆种质资源耐老化性进行全面评估。结果表明：人工老化处理后，各品种大豆种子发芽率、发芽势和发芽指数显著降低；发芽率、发芽势和发芽指数间呈显著正相关；隶属函数综合评价结果表明，346份大豆种质资源耐老化性存在不同程度差异；聚类分析可将品种分为3类：（1）耐老化型：元宝金、黑秣食豆和抚松黄大豆等61个品种耐老化性较强；（2）中间型：铁豆48、奎丰1号和辽豆24等137个品种耐老化性次之；（3）敏感型：吉育93、勃利大粒黄和吉育35等148个品种耐老化性较差。研究结果为耐老化大豆品种的选育提供了丰富种质资源材料和理论依据支撑。关键词：大豆；种子活力；老化胁迫；聚类分析中图分类号：S56
3、5.1文献标识码：A文章编号：1674-3547(2023)03-0015-09doi：10.20095/j.issn1674-3547.2023.03.002收稿日期：2023-02-13；修回日期：2023-03-14第一作者：杨帅，男，硕士，研究方向为大豆分子育种，E-mail:*基金项目：国家大豆产业技术体系岗位专家项目（现代农业产业技术体系建设专项资金）（CAR-04-PS11）*通讯作者：蒋洪蔚，男，博士后，研究员，研究方向为大豆分子育种，E-mail:研究与探讨15Comprehensive Evaluation and Screening of SoybeanGermplasm
4、 Resources Aging ResistanceYang Shuai1,Zhou Ruo2,Zhao Meng3,Zhang Yichao2,Xie Jianguo4,Li Guang4,Wang Shuming4,Qi Yunfeng1,Jiang Hongwei4(1.CollegeofLifeSciences,JilinNormalUniversity,Siping136000,Jilin,China;2.CollegeofAgriculture,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China;3.CollegeofAgricu
5、lture,JilinAgriculturalUniversity,Changchun130000,China;4.SoybeanResearchInstitute,JilinAcademyofAgriculturalSciences,Changchun130033,China)Abstract:Seed aging was an important factor affecting seed vigor.Soybean seed vigor affectedseedling quality and was closely related to high and stable yield of
6、 soybean.In order to screen soybeanvarieties with strong anti-aging and anti-aging sensitivity,the aging resistance of 346 soybeangermplasm resources was identified by high temperature and high humidity artificial aging treatment ofsoybean seeds.By analyzing the germination rate,germination potentia
7、l and germination index of thetested varieties,the differences and correlations among the indexes were clarified,and the agingresistance of soybean germplasm resources was comprehensively evaluated by membership functionmethod.The results showed that the germination rate,germination potential and ge
8、rmination index ofsoybean seeds decreased significantly after artificial aging treatment.There was a significant positivecorrelation between germination rate,germination potential and germination index.The comprehensiveevaluation results of membership function showed that there were different degree
9、s of aging resistance in346 soybean germplasm resources.Cluster analysis could be divided into three categories:(1)Aging-resistant type:61 varieties such as Yuanbaojin,Heimoshidou and Fusonghuangdadou hadstrong aging resistance;(2)Intermediate type:137 varieties such as Tiedou 48,Kuifeng 1 and Liaod
10、ou24 followed by aging resistance;(3)Sensitive type:148 varieties such as Jiyu 93,Bolidalihuang andJiyu 35 had poor aging resistance.The results provided abundant germplasm resources and theoreticalbasis for the breeding of aging-resistant soybean varieties.Key words:Soybean;Seed vigor;Aging stress;
11、Cluster analysis大豆 Glycine max（L.）起源于我国，为粮油兼用作物，是油脂和植物蛋白的重要来源 1-2。近年来，随着我国国民经济发展，大豆需求量逐年增加，选育活力高、高产稳产大豆种子，提升大豆种业竞争力成为发展我国大豆产业关键。影响大豆高产稳产因素较多，其中种子活力通过影响出苗质量直接影响大豆产量和品质。种子活力的影响因素具有复杂性和综合性，如干旱、盐碱、种子含水量、贮藏温度和湿度、贮藏通风情况等均可影响大豆种子活力。其中，老化为影响大豆种子活力的关键因素之一。大豆种子老化与种子贮藏密切相关，贮藏时间长，种子活力和萌发能力弱，种子发生老化后结果不可逆 3。这个过程可
12、导致大豆出苗延迟，发芽和幼苗早期生长过程中抗环境压力降低 4。随着大豆种子老化进程推进，造成的损害超过其自我修复能力时研究与探讨16研究与探讨种子最终失去生命活力 5。因此，为保障大豆种子高活力、提高种子耐储性和种子出苗率，筛选和培育优良耐老化大豆品种成为育种工作的首要任务。目前，关于作物老化研究主要集中在水稻、小麦和玉米等作物上，研究热点主要围绕种子老化生理变化展开 1 0，在大豆中相关研究较少 6,8。吴聚兰等 1 1 对大豆种子进行高温高湿老化处理试验研究表明，随着种子老化，种子相对电导率、外渗可溶性糖和丙二醛含量逐渐升高，过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶活性逐渐降低，种子活力和生理生化指标间
13、呈显著性相关。这与乔燕祥等 1 2 和田茜等 1 3 在人工老化大豆种子后活力变化的研究结果相似。赵欣欣等 1 4 以不同自然老化时间的大豆种子为试验材料，研究大豆种子活力在自然老化过程中的变化情况。结果表明，大豆活力指标呈下降趋势。前人研究多以单一评价指标或生理生化指标开展大豆老化试验，通过隶属函数综合评价指标和活力指标进行人工老化大豆种子的研究报道较少。为筛选耐老化大豆种质资源，本研究以 3 4 6份大豆种质资源为研究对象，通过高温高湿人工模拟老化处理，对 3 4 6 份大豆种质资源的发芽率、发芽势和发芽指数指标进行测定和差异显著性分析，采用隶属函数和聚类分析方法对其进行综合评定，为解决大
14、豆在老化过程中的生命活力问题和抗衰老品种选育提供理论基础。1材料与方法1.1试验材料1.1.1 植物材料供试植物材料为来自国内不同省份的 3 4 6 份大豆种质资源，其中辽宁省 3 9 份、吉林省 1 3 5 份、内蒙古自治区 6 份、新疆自治区8 3 份、黑龙江省 8 3 份。以上材料均由吉林省农业科学院提供，并于2 0 2 0 年在吉林省农业科学院公主岭试验场内种植，成熟后全部采收，相同环境下保存。1.1.2 试验仪器人工老化箱（L H-1 5 0 S），浙江托普 云 农 科 技 股 份 有 限 公 司；人 工 培 养 箱（H B S-2 5 0 B），常州万顺仪器制造有限公司。1.2试验
15、设计1.2.1 种子老化试验种子老化试验参考邢芦蔓等 1 5 耐老化鉴定方法，使用人工老化箱模拟自然老化过程。试验前采用 7 5%乙醇消毒人工老化箱，将盛有 4 5 L 纯净水或蒸馏水的加湿器与恒温箱相连，从各大豆种质资源样品中每份挑选 1 5 0粒籽粒饱满、大小均匀的种子，分别装在小尼龙网袋中，依次平铺于人工老化箱网架上。设置温度为4 5 1，相对湿度为 9 5%1%，处理时间为9 6h。处理完毕后，种子置于室内自然干燥 3 5 d，使种子含水量降至原状态后进行种子活力指标测定。高温高湿老化处理的大豆种子为胁迫组，未经老化处理的大豆种子为对照组（C K），每个处理3 次重复。1.2.2 标准
16、发芽试验发芽试验参照 国际种子检验规程 1 6，发芽前使用 4%次氯酸钠溶液对种子消毒 2 0 3 0 S，消毒后用灭菌水冲洗 3 次。在玻璃培养皿内垫 1 层滤纸作发芽床，每个培养皿放 4 0 粒大豆种子，加水至滤纸上出现 1 层薄水膜后在种子上盖 1层湿润的滤纸。3次重复。人工培养箱2 5恒温，黑暗条件下发芽，每日更换无菌水。以胚芽长超过种子一半为发芽标准，胚根呈螺旋状的不记为发芽数，每日统计发芽数，至第 7 d 结束，计算待研究种子活力指标：发芽率（G e r m i n a-t i o nr a t e,G R）、发芽势（G e r m i n a t i o ne n e r g y,G E）、发芽指数（G e r m i n a t i o n i n d e x,G I）和隶属函数（Xi）。G E（%）=（前 4 d 内发芽种子数/供试种子数）1 0 0；G R（%）=（前 7 d 发芽种子数/供试种子数）1 0 0；G I=（G t/D t），其中，式中 G t 指在 t 天的发芽数，D t 为相应的发芽天数，为求和总数 1 7。1.3耐老化性综合评价利用隶属函数方法对
