大豆可传导开花物质决定品种的适应范围和产量

大豆对光照、温度等环境因子很敏感，鲜少有适应大范围地区种植的品种出现。解析控制大豆适应性的生理本质、培育广适应大豆品种一直是植物生理学家和农学家梦寐以求的研究方向和育种目标。中国农业科学院作物科学研究所大豆分子育种课题组，长期从事大豆个体发育研究，近年来对大豆光周期反应的生理和分子机制进行研究，取得了重要进展。近日，他们在《作物学报》2011年第4期发表论文“大豆嫁接体系中砧木或接穗保留叶片数对接穗生长发育的影响”，报道了大豆在开花物质方面的最新研究结果。

他们利用了嫁接的方法，以大豆早熟品种黑河27为砧木，晚熟品种自贡冬豆为接穗，通过嫁接并结合去叶处理，创造砧木和接穗叶片数各不相同的嫁接体，观察砧木及接穗的叶片数目对接穗发育的效应，分析大豆叶片中可传导开花诱导物质和抑制物质的有无、作用方式及其对植株发育的影响。结果发现，在长日照(16小时)条件下，与黑河27嫁接，导致自贡冬豆接穗开花，而自体嫁接的自贡冬豆在试验结束前(＞120天)仍未开花，说明在非诱导光照条件(长日照)下，早熟品种黑河27的叶片可产生可传导的开花促进物质，并通过嫁接传导至晚熟品种自贡冬豆的顶端分生组织，诱导了原本不能开花自贡冬豆的开花，诱导接穗开花的能力大小与其所保留的叶片数目呈正比，证明可传导物质对大豆开花的促进作用存在剂量效应。晚熟接穗的叶片在长日照下可产生开花抑制物质。接穗上的花朵和荚果数目与其保留叶片数呈反比，证明开花抑制物质阻止生殖器官的发育，且其作用也具有剂量效应。

揭示大豆生长发育过程中，叶片根据光周期信号的变化，调节开花促进物质和开花抑制物质的多少和比例，进而协调营养生长和生殖生长的进度。

这项研究为改良大豆生育期、拓宽品种适应范围方面指明了方向。大豆育种家可通过遗传操作的方法，调控大豆植株中这两类物质产生的时间和数量，设计出生育期符合育种家愿望新品种。这项研究还为认识作物经济产量形成提供了新的视角。一般认为，作为源器官的叶片越多，越有利于增加作物的经济产量。但这项研究告诉我们，开花促进物质和抑制物质协调源库关系，共同控制光合产物在源器官和库器官之间的分配比例，对作物的经济产量至关重要。

本研究得到国家高技术研究发展计划（863计划）项目、国家重点基础研究发展计划（973计划）项目、国家自然科学基金计划项目和农业部财政部现代产业技术体系建设专项资助。