大豆不育系农艺及生理性状对单株皱粒百分比的影响.pdf
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1、大豆不育系农艺及生理性状对单株皱粒百分比的影响武月莲1,于忠勇2,雷凤燕3(1.通辽国家农业科技园区发展服务中心,内蒙古 通辽 028000;2.内蒙古宏博种业科技有限公司,内蒙古 通辽 028000;3.通辽市农畜产品质量安全中心,内蒙古 通辽 028000)摘要 为探究大豆雄性不育系农艺及生理性状对单株皱粒百分比的影响,以异交结实率高、中、低的大豆不育系及相应的同型保持系为材料,于鼓粒期测定籽粒的可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉、GA、ABA、IAA、CTK、Eth、单株粒质量、单株粒数、百粒质量,于成熟期统计单株皱粒率,并对影响皱粒率的农艺及生理性状进行通径分析。结果表明:不育系各性状对于单株
2、皱粒百分比的影响依次为可溶性蛋白GAABAEthCTKIAA淀粉单株粒数单株粒质量可溶性糖百粒质量;不育系存在严重的籽粒皱缩现象,且异交结实率越低,皱粒现象越明显;蛋白质、可溶性糖、淀粉的输送障碍以及库容量小是皱粒产生的主要原因。关键词 大豆不育系;农艺性状;生理特性;单株皱粒百分比;通径分析中图分类号 S565.1文献标志码 A文章编号 1671-0185(2023)05-0423-05Effects of Agronomic and Physiological Characters of SoybeanSterile Lines on the Percentage of Wrinkled
3、Kernels per PlantWU Yuelian1,YU Zhongyong2,LEI Fengyan3(1.Tongliao National Agricultural Science and Techology Park Development Service Center,Tongliao 028000,China;2.Inner Mongolia Hongbo Seed Industry Technology Co.,LTD.,Tongliao 028000,China;3.TongliaoAgricultural and Livestock Product Quality an
4、d Safety Center,Tongliao 028000,China)Abstract:In order to explore the effects of agronomic and physiological characters of male soybean sterile lineson the percentage of wrinkled grains per plant,sterile soybean lines high,medium and low outcrossing rate andcorresponding homologous maintainer lines
5、 were used as materials.The contents of soluble protein,soluble sugar,starch,GA,ABA,IAA,CTK,Eth,grain weight per plant,grain number per plant,100-grain weight were measured at the pod filling period.Corrugation rate of single plant was measured at the maturity stage,and path analysis of agronomic an
6、d physiological characters affecting corrugation rate was carried out.The results showed asfollowed:soluble proteinGAABAEthCTKIAAstarchnumber of grains per plantgrain weight perplantsoluble sugar100 grain weight.There were severe grain shrinkages in the sterile line,and the lower theoutcrossing rate
7、,the more obvious the grain shrinkage.Barriers to protein,soluble sugar,starch,and small storagecapacity are the main causes of wrinkles.Key words:Soybean sterile line;Agronomic traits;Physiological characteristics;Percentage of wrinkled grainsper plant;Path analysis近年来,大豆杂交优势育种的研究一直是大豆育种工作的主要任务之一。大
8、豆为自花授粉作物,因基金项目:内蒙古自治区自然科学基金项目(2020LH3006);科尔沁沙地生态农业国家民委重点实验室开放基金项目(MDK2022024)作者简介:武月莲,通辽国家农业科技园区发展服务中心高级农艺师,硕士。DOI:10.14045/ki.15-1220.2023.05.008第38卷第5期内蒙古民族大学学报(自然科学版)Vol.38No.52023年09月Journal of Inner Mongolia Minzu UniversitySept.2023内蒙古民族大学学报2023年其去雄难和虫媒传粉特性,杂优利用一度被认为是大豆育种中最难利用的育种方式1。相关研究表明,杂交
9、大豆的产量较常规大豆增加20%左右1,故培育大豆杂交种生产意义重大。雄性不育性是杂优利用的重要途径之一。然而,利用不育系生产的杂交种存在籽粒皱缩现象,种子外观及商品性较差,制约着杂交大豆产业化的进程。籽粒皱缩现象最早发现于豌豆杂交后代,随后在其他作物2-6中也发现了皱粒突变体。大豆皱粒现象同时受遗传因素、源库关系和环境因素的影响7-10。笔者选用3种类型不育系及配套的保持系为试验材料,比较不育系各农艺及生理性状对籽粒皱粒率的影响大小以及与同型保持系间同一性状的差异显著性,并对不育系及其同型保持系的各农艺及生理性状进行相关分析和通径分析,旨在探讨大豆不育系产生皱粒现象的原因,并为减低大豆不育系皱
10、粒率的产生提供理论依据。1材料与方法1.1材料高异交结实率不育系 A-1 对应同型保持系 B-1;中异交结实率不育系 A-2 对应同型保存系B-2;低异交结实率不育系A-3对应同型保持系B-3。材料由吉林省农业科学院大豆研究所惠赠。1.2试验设计试验地位于通辽市经济技术开发区平安堡村。3组配对的试验材料分别相间种植于地力相同的3个小区内,父母本行比为1 1。小区面积为30 m2,行长5 m,6行区。为防止非父本花粉授粉,选择前茬作物为玉米的地块,各小区间空间隔离距离1 500 m,行距0.6 m,株距0.1 m,人工点播,每穴2粒种子,定苗时每穴留1株,3个试验小区于2021年5月上旬当日播种
11、完毕,适时人工浇水、施肥、中耕除草。1.3测定项目与方法于鼓粒期对各供试材料取样,A-2和A-3取全株籽粒,其他供试材料选择下部籽粒取样。籽粒成熟后对各供试材料进行考种。可溶性淀粉和可溶性糖含量采用蒽酮比色法,可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250法,激素含量采用酶联免疫法。1.4数据分析采用Microsoft Excel 2013和DPS 16.05进行数据整理及分析。2结果与分析2.1不育系及其同型保持系籽粒各农艺及生理性状分析不育系及其同型保持系籽粒的各农艺及生理性状见表1。表1不育系及其同型保持系籽粒的各农艺及生理性状Tab.1Various agronomic and physiol
12、ogical characters of sterile lines and their isotype maintainer lines性状可溶性蛋白/(mgg-1)淀粉/(mgg-1)可溶性糖/(mgg-1)GA/(pgmL-1)IAA/(pmolL-1)ABA/(gL-1)CTK/(gL-1)Eth/(ngL-1)百粒质量/g单株粒质量/g单株粒数/粒品种A-198.858.50cC30.720.65aA23.940.65aA460.3733.57aA57.351.89aA250.3218.74aA59.311.83aA375.5116.09abA31.272.77aA38.293.88
13、dC123.6721.83cCA-298.827.52cC21.151.45cB20.390.72bB416.7531.52abAB56.844.06aA268.6722.97aA58.022.18aA356.7731.81bA27.464.09aA24.900.86eD117.0013.86cCA-3119.563.70bB22.130.33cB14.730.49dD451.7839.62aA55.443.93aA288.8824.36aA57.952.90aA378.7518.80abA18.530.88bcBC15.641.14fE106.6728.87cCB-1138.008.50aA
14、20.123.04cB17.190.31cC349.3726.02abAB60.082.10aA282.0122.83aA56.000.66aAB406.4016.57aA21.521.86bB48.803.07bB228.6732.75bBB-2130.252.32aAB27.600.09bA18.280.87cC377.3530.46bcAB59.152.41aA271.6122.21aA57.883.36aA357.5825.84bA18.530.88bBC62.860.52aA324.6716.93aAB-3133.223.33aAB27.681.05bA18.000.21cC412.
15、8120.47cB60.292.84aA278.9721.01aA51.052.33bB363.4830.03abA15.160.18cC43.992.34cBC290.0012.21aA注:不同大小写字母表示性状值在0.05和0.01水平上差异显著。下同。424由表1可见,3个不育系籽粒的可溶性蛋白含量、单株粒质量、单株粒数均低于其同型保持系,且差异显著(P0.05);A-1的淀粉和可溶性糖含量极显著高于A-2和A-3(P0.01);3个不育系的百粒质量均高于其同型保持系,且高和中异交率不育系百粒质量极显著高于其同型保持系;3个不育系IAA含量与保持系之间没有显著差异;低异交率不育系GA含量
16、和CTK含量极显著高于其同型保持系;高和中异交率不育系ABA含量和Eth含量低于其同型保持系,但品种间差异不显著。说明不育系籽粒的农艺及生理性状与其同型保持系间存在差异,这些差异可能是引起不育系产生皱粒现象的原因之一。2.2不育系及其同型保持系籽粒单株皱粒百分比分析各不育系的单株皱粒百分比明显高于各保持系,其中,各不育系间的单株皱粒百分比差异不显著,各不育系与各保持系间单株皱粒百分比差异极显著(P0.01)(表2)。说明结实率与籽粒皱缩现象密切相关,且异交结实率越低,其单株皱粒百分比越高。表2不育系及其同型保持系单株皱粒百分比Tab.2 Percentage of wrinkled grain
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